RU1782201C - Способ Дагиса и Кошика восстановлени деталей типа втулок - Google Patents

Abstract

Использование: восстановление изно- шенных деталей типа втулок с применением пластической деформации. Сущность изобретени : при восстановлении после изменени  наружных и внутренних размеров изношенных деталей типа втулок, дл  компенсации недостающего материала и созда- ни  припусков на механическую обработку на наружных или внутренних поверхност х примен ют установку ремонтных деталей типа втулок с нат гом, а дл  изготовлени  ремонтных деталей примен ют заготовки, изготовленные из таких же изношенных восстанавливаемых деталей, прошедших пластическое деформирование в направлении , противоположном направлению деформации при восстановлении деталей. Зил.

Description

Изобретение относитс  к области восстановлени  изношенных деталей типа втулок с применением пластической деформации .

В частности изобретение относитс  к способам восстановлени  внутренних и наружных размеров изношенных втулок подшипников скольжени , изготовленных из цветных металлов и их сплавов.

Изобретение может быть применено дл  восстановлени  изношенных бронзовых втулок подшипников, например втулок верхних головок шатунов, втулок распределительных валов, вод ных насосов, втулок промежуточных шестерен газораспределени  и т.д. на ремонтных предпри ти х агро- промышленного комплекса и других отраслей народного хоз йства.

Известен способ аналог восстановлени  бронзовых втулок подшипников.

Согласно способу аналогу размеры изношенных поверхностей бронзовых втулок подшипников восстанавливают с помощью

термодиффузионного нанесени  материала на поверхност х. Термодиффузионным способом на поверхност х втулок напекают цинк. В специальною тару помещают восстанавливаемые втулки р дами и погружают их в порошкообразную шихту, основной составл ющей которой  вл етс  порошкообразный цинк и наполнитель. Наполненную емкость закрывают и загружают в термическую печь. Нагревают до заданной температуры, охлаждают и удал ют шихту.

При нагреве происходит термодиффузионное осаждение на наружных и внутренних поверхност х цинка и одновременно насыщение осажденного цинка компонентами бронзы.

При этом увеличиваютс  наружные и уменьшаютс  внутренние размеры втулок. Затем наружные и внутренние поверхности обрабатывают на заданные (номинальные) размеры.

Применение способа аналога рекомендуетс  дл  восстановлени  размеров наСО

с

VI

00

чз

SJ

ружных и внутренних поверхностей бронзовых подшипников турбокомпрессоров тракторных и комбайновых дизелей СМД.

Недостатками способа-аналога  вл етс  высока  трудоемкость и сложность процесса , вредные производственные услови  его выполнени , изменение химического состава рабочих поверхностей, а следовательно , и уменьшение ресурса деталей. Поэтому он не нашел широкого применени . Кроме того часть деталей с большими износами не поддаетс  восстановлению и уходит в брак.

Известен также способ-аналог восстановлени  размеров изношенных деталей, который включает подготовку поверхностей , изменение внутренних и наружных размеров изношенных деталей холодным деформированием и их механическую обработку до требуемых размеров. Если же восстанавливают стальные закаленные детали, то их перед пластическим деформированием отжигают или провод т высокий отпуск, а после пластического деформировани , кроме механической обработки провод т и термическую.

Согласно способу-аналогу примен ют следующие варианты восстановлени  полых деталей. При необходимости в осстанов- лени  внутренних и наружных размеров изношенных полых деталей примен ют обжатие . Этим способом уменьшают внутренний диаметр деталей за счет уменьшени  их наружного диаметра. После обжати  на наружной поверхности дл  образовани  припусков нанос т слой материала, например электроконтактной приваркой стальной ленты. Затем внутреннюю и наружную поверхность обрабатывают на заданные размеры . По второму варианту способа, если необходимо восстановить наружную изношенную поверхность, примен ют раздачу полых деталей при помощи сферических и конических прошивок (пуансонов). Раздачей увеличивают наружный размер и созда- запас материала на обработку этой поверхности на заданный размер за счет увеличени  внутренних размеров. После этого наружна  поверхность может быть обработана на заданный размер. Что же касаетс  исходных внутренних размеров, то после раздачи деталей по известным способом их не восстанавливают.

Дл  обеспечени  взаимозамен емости и работоспособности восстановленных полых деталей типа подшипниковых втулок требуетс  в процессе восстановлени  обеспечить возвращение им исходных наружных и внутренних размеров. Дл  достижени  этой цели способ-аналог неприемлем.

Известен способ восстановлени  размеров изношенных деталей, который по своей технической сущности  вл етс  наиболее близким нашему и его следует считать

прототипом. Процесс восстановлени  по способу-прототипу включает в себ  установку компенсирующей втулки в отверстие восстанавливаемой гильзы, пайки и последующую калибровку внутренней по0 верхности втулки пластическим деформированием . После чего при необходимости обрабатываютс  наружные поверхности .

Недостатком способа  вл етс  то, что

5 компенсирующую втулку изготавливают из нового материала, что ведет в первую очередь к изменению сочетани  материалов в подвижных соединени х деталей и к дополнительному расходу металла. Особенно это

0 обсто тельство имеет существенное значение при расходе цветных и других дорогосто щих металлов и сплавов. Кроме того, ремонтные предпри ти  в большинстве случаев дл  восстановлени  деталей

5 специальные оплавы и металлы не имеют и замен ют эти материалы другими, как правило , с более низкими характеристиками, что ведёт к снижению ресурса сопр жени  в целом.

0По способу-прототипу не регламентирован материал ремонтной втулки, крепление ее в гильзе осуществл етс  пайкой. Процесс же припайки трудоемок и при этом трубует значительных энергетических затрат. В це5 лом способ-прототип обладает ограниченными технологическими возможност ми и требует дополнительного расхода материалов .

В св з и с изложенным целью изобрете0 ни   вл етс  расширение технологических возможностей и уменьшение расхода материалов при восстановлении деталей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что ремонтные детали (компенсирующие втул5 ки) изготавливают из аналогичных восстанавливаемых деталей пластическим деформированием в радиальном направлении , противоположном направлению деформировани  восстанавливаемых. Изо0 бретени  по сн ют следующие чертежи.

На фиг. 1 изображена схема приспособлени  и процесса раздачи изношенного бронзового подшипника вала ротора турбокомпрессора тракторного двигател  СМД;

5 на фиг. 2 изображена схема приспособлени  и процесса обжати  изношенной втулки и изготовлени  заготовки дл  ремонтных втулок; на фиг. 3 а и б показан разрез восстановленного бронзового подшипника: а - ремонтна  втулка установлена на наружной

поверхности; б - ремонтна  втулка установлена во внутренней поверхности.

На чертежах и в тексте описани  изобретени  прин ты следующие обозначени : 1 - подставка дл  раздачи втулки подшипника; 2 - втулка подшипника в процессе раздачи; 3 - пуансон дл  раздачи; 4 - подставка матрицы; 5 - матрица дл  обжати  втулки подшипника; 6 - ремонтна  деталь; 7 - оправка дл  обжати ; Р - вектор силы, действующей при пластическом деформировании .

Предложенный способ восстановлени  изношенных деталей обеспечивает восстановление номинальных размеров наружных и внутренних поверхностей втулок. Он имеет два варианта. По одному варианту ремонтную деталь устанавливают на наружной поверхности восстанавливаемой втулки (фиг. За). По другому варианту ремонтную деталь устанавливают на внутренней поверхности восстанавливаемой втулки (фиг. 36).

Рассмотрим сущность способа на примере варианта с установкой ремонтной детали на внутреннюю поверхность, в наиболее общем случае, когда изношены как внутренн  , так и наружна  поверхности .

На первом этапе подставку 1 устанавливают и закрепл ют на столе пресса. В пуан- сонодержателе штока пресса креп т пуансон 3. Устанавливают в подставку 1 смазанную восстанавливаемую втулку 2. Прессом создают давление Р и проталкивают пуансон через втулку. Происходит увеличение наружных и внутренних размеров поверхностей.

В результате этой операции на первом этапе на наружной поверхности получают припуск на механическую обработку.

Что же касаетс  внутренних поверхностей , то они не имеют припусков на обработку . Недостающий слой материала дл  обработки внутренней поверхности, согласно изобретению, получают путем установки во внутрь восстанавливаемой втулки ремонтных деталей, изготовленных с учетом припусков на обработку внутренних поверхностей после сборки.

При этом, с целью сохранени  ресурса деталей в процессе эксплуатации, материал ремонтной детали должен быть таким же как и восстанавливаемой. Это условие дл  ремонтных предпри тий наиболее доступно обеспечить тем, что ремонтные детали следует изготавливать из тех же восстанавливаемых деталей. Поэтому на следующем (втором) этапе изготавливают заготовки дл 

ремонтных деталей и ремонтные детали из изношенных деталей.

Дл  этого подставку 4 с матрицей 5 устанавливают на стол пресса, В матрицу ус- 5 танавливают изношенную втулку 2. Креп т оправку 7 в штоке пресса. Проталкивают деталь 2 через калибрующее отверстие матрицы 5.

Происходит обжатие детали 2 и умень0 шение ее внутреннего и наружного диаметра . При этом образуетс  припуск на внутренней поверхности дл  обработки ее на заданный увеличенный номинальный размер, а наружный размер имеет достаточ5 ную величину излишнего материала дл  изготовлени  из заготовки ремонтных деталей. Изготавливают ремонтную деталь. Растачивают втулку, прошедшую раздачу, и запрессовывают с заданным нат гом в нее

0 ремонтную деталь. Далее втулка направл етс  на механическую обработку внутренних и наружных поверхностей на заданные размеры.

Таким образом восстанавливаетс  де5 таль по всем параметрам. Происходит расширение технологических возможностей способа. Согласно способу в процессе восстановлени  получают восстановленную деталь , состо щую из восстанавливаемой и

0 ремонтных деталей. При этом части восстанавливаемой детали, наход щиес  в неподвижном соединении, могут быть из о- товлены из материала, который отличаетс  от материала восстанавливаемой детали по

5 антифрикционным и прочностным свойствам .

Приемна  часть пуансонов (прошивок). примен емых раздаче втулокг должна иметь угол входа конической части не более

0 8°, а выхода не более 20 , калибрующий по сок выбирают в пределах 5-8 мм,

Расчет диаметра калибрующего по ска приводитс  ниже в примере.

Пример. Ставитс  задача произвести

5 восстановление предложенным способом изношенных бронзовых подшипников турбокомпрессоров тракторного двигател  СМД, имеющего вид сложной формы втулки (фиг. 1).

0 В процессе эксплуатации во внутреннем отв ёрстйи подшипника вращаетс  стальной вал ротора турбокомпрессора. Наружна  поверхность подшипника  вл етс  опорной, подшипник по переходной по5 садке установлен в гнездо корпуса турбокомпрессора , закреплен неподвижно и практически изнашиваетс  незначительно .

Дл  обеспечени  работоспособности и взаимозамен емости наружные и внутренние размеры восстанавливаемых подшипников целесообразно обработать по рабочим чертежам завода-изготовител .

Согласно рабочему чертежу наружный

Л OR

диаметр подшипника d 32±TtWj мм, внутренний диаметр + 0,18 мм и длина подшипника I 70 - 0,06 мм.

Проведем расчеты промежуточных и окончательных размеров, необходимых дл  восстановлени  наружных и внутренних поверхностей подшипника и дл  разработки технологической оснастки.

Исходные данные, необходимые дл  расчета:

толщина ремонтной втулки на восстанавливаемой поверхности t 3,4 мм;

наибольший износ внутренней поверхности подшипника по результатам статистических исследований на диаметр I 0,4 мм;

монтажный нат г между ремонтной и восстанавливаемой втулками (разность диаметров ) в среднем выбираем не более N 0,2 мм;

односторонний припуск на обработку внутренней ZD и наружной Zd поверхности подшипника ZD 0,3 мм, Zd 0.4 мм;

упруга  деформаци  при раздаче и обжатии подшипников д - 0.3 мм на диаметр (определ ют опытным путем).

Расчет наружного диаметра di корпуса прошедшего раздачу

di d + 2Zd, мм di 32+2.0.4 32.8 мм.

Расчет внутреннего диаметра DI обжатого подшипника дл  заготовок ремонтных втулок

Di D + 2Zo, мм Di 18-2. 0,3 17,4 мм.

Расчет наружного диаметра ремонтной втулки da:

d2 - d + 2t, мм da 18+ 2. 3,4 24,8 мм.

Номинальный внутренний посадочный диаметр в восстанавливаемом корпусе под ремонтную втулку Ог равен da и составл ет 24,8 мм.

Расчет диаметра da калибрующей части пуансонов 3 дл  раздачи подшипника при восстановлении:

ds D + I + 2Zd + б, мм d3 18 + 0,3 + 2. 0,4 + 0,3 19.5 мм

Расчет диаметра Оз калибрующего по ска матрицы 5 дл  обжати  подшипника при изготовлении заготовок ремонтных втулок

Оз d -1 - 2Zo - 5, мм Оз 32 - 0,4 - 2.0,3 - 0,3 30,7 мм.

Восстанавливают бронзовые подшипники турбокомпрессоров в следующей последовательности .

Устанавливают на стол гидропресса подставку 1 (фиг. 1) в сборе со смазанным корпусом подшипников 1. Гидропресс выбирают с усилием на штоке ориентировочно 15 тонн. Креп т пуансон в пуансонодержа- теле пресса. При помощи гидропресса проталкивают пуансон через подшипник. Снимают подшипник, направл ют на обработку его внутренней поверхности под ремонтную втулку до диаметра 02

24,&$1§омм, как это показано на фиг. 36. Устанавливают подшипник в подставку и на стол пресса, запрессовывают ремонтную втулку в восстанавливаемую с одного конца, а затем поворачивают и запрессовывают вторую втулку со второго конца. Отправл ют подшипник 2 в сборе с ремонтными втулками 6 (фиг. 3) на обработку наружных и внутренних поверхностей на заданные размеры окончательно.

Ремонтные втулки изготавливают в следующей последовательности. Обжимают изношенный подшипник 2 (фиг. 2) и получают заготовку дл  изготовлени  ремонтных втулок. Направл ют обжатый подшипник дл  изготовлени  ремонтных втулок б фиг. 36. Выбирают наружный диаметр ремонтных втулок:

da 24, мм.

Изготовленные ремонтные втулки направл ют на сборку их с восстанавливаемыми подшипниками.

Предложенный способ восстановлени  деталей типа втулок обладает следующими технико-экономическими или иными преимуществами .

Изобретение обеспечивает восстановление размеров как наружных, так и внутренних поверхностей с применением пластического деформировани .

Расширены технологические возможности способа восстановлени  внутренних поверхностей, сокращена трудоемкость работ.

Применен наиболее доступный дл  ремонтных предпри тий способ изготовлени  ремонтных деталей из этого же материала, что и материал восстанавливаемой детали. Дл  получени  заготовок ремонтных деталей в первую очередь используютс  детали этого же ремонтного фонда, ранее направл емые в брак.

Изобретение гарантирует возможность получени  ресурса соединени  восстановленных деталей на уровне новых.

Предложенный способ осуществим на действующих предпри ти х без дополнительного технологического оснащени  и увеличени  производственных площадей. Достигаетс  уменьшение расхода дорогосто щей антифрикционной бронзы, а также сберегаютс  трудовые и энергетические ресурсы .

Изобретение дает возможность провести неоднократное повторное восстановление деталей.

При необходимости способ позвол ет выполнить корпус втулки из другого дешевого металла (например из стали или менее ценных цветных металлов и их сплавов, а на рабочие поверхности изготовить ремонтные детали из втулок ремонтного фонда.

0

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ восстановлени  деталей типа втулок, включающий изменение внутренних и наружных размеров деталей пластическим деформированием в радиальном направлении , изготовление ремонтных деталей, их сборку по посадке с нат гом с восстанавливаемыми и последующую механическую обработку, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей способа и сокращени  расхода материалов на восстановление, ремонтные детали изготавливают из аналогичных восстанавливаемых деталей пластическим деформированием в радиальном направлении, противоположном направлению деформировани  восстанавливаемых.

   ./

   3 &

   X

   ч)

   .З