RU2420386C2 - Method of shaft recovery - Google Patents
Method of shaft recovery Download PDFInfo
- Publication number
- RU2420386C2 RU2420386C2 RU2009127195/02A RU2009127195A RU2420386C2 RU 2420386 C2 RU2420386 C2 RU 2420386C2 RU 2009127195/02 A RU2009127195/02 A RU 2009127195/02A RU 2009127195 A RU2009127195 A RU 2009127195A RU 2420386 C2 RU2420386 C2 RU 2420386C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- neck
- ring
- width
- welding
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам восстановления изношенных поверхностей деталей типа валов.The invention relates to methods for restoring worn surfaces of parts such as shafts.
Известен способ восстановления изношенных поверхностей деталей типа валов, заключающийся в том, что на изношенную поверхность детали наносят клей, затем устанавливают разрезное кольцо и поджимают его к детали в процессе отвердевания клея (пат. США № 3419949, кл. 29-401, опуб. 1969 г.).A known method of restoring worn surfaces of parts such as shafts, which consists in the fact that glue is applied to the worn surface of the part, then a split ring is installed and it is pressed to the part during the hardening of the glue (US Pat. No. 3419949, class 29-401, publ. 1969 g.).
Недостатком данного способа является низкое качество восстановленных деталей, т.к. в процессе их дальнейшей обработки и эксплуатации возможно отслаивание поверхности разрезного кольца из-за разрушения клеевого слоя.The disadvantage of this method is the low quality of the restored parts, because during their further processing and operation, peeling of the surface of the split ring is possible due to the destruction of the adhesive layer.
Известен способ восстановления изношенных поверхностей деталей типа валов, при котором на изношенную поверхность детали наносят клей, устанавливают на него разрезное упругое кольцо, поджимают его к детали и механически обрабатывают после затвердевания клея, при этом в зоне стыка поджима кольца к детали его стыки сваривают между собой (а.с. 3742095, В23Р 7/00).There is a method of restoring worn surfaces of parts such as shafts, in which glue is applied to the worn surface of the part, a split elastic ring is placed on it, it is pressed to the part and machined after the adhesive has hardened, while in the area of the ring’s pressing joint to the part, its joints are welded together (A.S. 3742095, B23P 7/00).
Недостатком данного способа является нарушение точности формы восстановленной шейки из-за отсутствия жесткой связи ленты с телом вала и разрушения клеевого слоя при сварке.The disadvantage of this method is the violation of the accuracy of the shape of the restored neck due to the lack of a rigid connection between the tape and the shaft body and the destruction of the adhesive layer during welding.
Наиболее близким аналогом к заявленному способу является способ восстановления вала, включающий механическую обработку шеек вала с технологическим заглублением в тело вала на всей ширине восстанавливаемой поверхности, установку с предварительным натягом на обработанных шейках компенсирующих износ металла тонкостенных накладок в виде разрезного кольца или полуколец, закрепление накладок на обработанных шейках путем сварки их стыков и проваривания их с шейкой вала с получением стыкового сварного шва, установку на поверхности накладок от стыкового сварного шва электрозаклепок и последующее шлифование шеек в номинальный или ремонтный размер, при этом используют тонкостенные накладки, ширину b, длину L и толщину δл которых определяют из следующего математического выражения:The closest analogue to the claimed method is a shaft restoration method, including machining the shaft necks with technological deepening into the shaft body over the entire width of the surface to be restored, pre-tensioning thin-walled plates in the form of a split ring or half rings, compensating metal wear, and attaching the plates to processed necks by welding their joints and boiling them with a shaft journal to obtain a butt weld, installing on the surface of the overlay by a butt weld elektrozaklepok and subsequent grinding necks or repair to the nominal size, this time with thin-walled lining, width b, thickness and length L δ L which is determined from the following mathematical expression:
b=Lш-2r-(1-2) мм,b = L w -2r- (1-2) mm,
L=πdb+(2-4) мм,L = πd b + (2-4) mm,
δл=δл.ост+δл.р.р.+δл.изн.р.р.+δл.шл,δ L = δ L.ost. + δ L.R. + δ l.s. + δ L.
где Lш - ширина шейки вала между щеками;where L W - the width of the neck of the shaft between the cheeks;
r - радиус галтели;r is the fillet radius;
db - расчетный диаметр механически обработанной восстанавливаемой шейки;d b is the calculated diameter of the machined reconditioned neck;
δл - толщина разрезного кольца для восстановления шейки в номинальный размер;δ l - the thickness of the split ring to restore the neck to its nominal size;
δл.р.р. - величина, компенсирующая все ремонтные размеры шейки;δ L.R. - a value that compensates for all repair dimensions of the neck;
δл.изн.р.р. - величина, компенсирующая предельный износ шейки вала при последнем ремонтном размере;δ l.s. - the value compensating for the maximum wear of the shaft journal at the last repair size;
δл.ост - остаточная толщина разрезного кольца, необходимая для обеспечения механической прочности разрезного кольца на завершающем этапе эксплуатации вала;δ lost - the residual thickness of the split ring, necessary to ensure the mechanical strength of the split ring at the final stage of shaft operation;
δл.шл - припуск толщины разрезного кольца на шлифование в окончательный размер, при этом ближайшие от стыкового сварного шва и размещенные по обе стороны от него электрозаклепки располагают на расстоянии от шва не менее 15 мм, а после установки электрозаклепок осуществляют приваривание тонкостенных накладок к шейкам вала кольцевыми сварными швами сверху края накладок по кромке их рабочих поверхностей с обеспечением натяга между шейками и накладками, величина которого составляет 0.05-0.1 мм (пат. РФ № 2319592 В23Р 6/02).δ lhl - allowance for the thickness of the split ring to be grinded to the final size, while the rivets closest to the butt weld and placed on both sides of it are at least 15 mm from the seam, and after installing the rivets, thin-walled overlays are welded to the necks shaft welded seams on top of the edge of the plates along the edge of their working surfaces with the provision of an interference fit between the necks and plates, the value of which is 0.05-0.1 mm (US Pat. RF No. 2319592 В23Р 6/02).
Недостатком данного способа является:The disadvantage of this method is:
1. Применение электрозаклепок создает нетехнологичную конструкцию: требуется сверление отверстий в накладке, после установки эдектрозаклепок возникают дополнительные концентраторы напряжений в восстанавливаемой шейке вала.1. The use of electric rivets creates a low-tech design: drilling holes in the plate is required; after installing the electro rivets, additional stress concentrators arise in the restored shaft neck.
При остывании электрозаклепок в результате усадки приподнимаются края ленты по окружности, вызывая нарушение ранее полученного натяга, который не устраняется после наложения кольцевых швов.When cooling the electropaths as a result of shrinkage, the edges of the tape are raised around the circumference, causing a violation of the previously obtained interference, which is not eliminated after the application of ring seams.
2. Технологическое заглубление производилось с обработкой галтелей, это вызывает как большую сложность из-за их формы, так и ослабление вала в опасном сечении. При обработке галтелей снимается наклепанный на заводе-изготовителе слой металла, что существенно снижает усталостную прочность вала.2. Technological deepening was carried out with fillet processing, this causes both great complexity due to their shape and weakening of the shaft in a dangerous section. When processing fillets, the metal layer riveted at the factory is removed, which significantly reduces the fatigue strength of the shaft.
Задача изобретения - повышение качества восстанавливаемых валов за счет исключения электрозаклепок и снижения термовлияния сварочных процессов на остаточные напряжения в восстанавливаемом вале, повышение усталостной прочности вала за счет сохранения основной части галтелей номинального размера, обеспечения равномерного натяга по всей поверхности накладок.The objective of the invention is to improve the quality of the restored shafts by eliminating electro-rivets and reducing the thermal effects of welding processes on the residual stresses in the restored shaft, increasing the fatigue strength of the shaft by maintaining the main part of the fillets of a nominal size, ensuring uniform tightness over the entire surface of the plates.
Поставленная задача решается за счет того, что выполняют механическую обработку шеек вала с технологическим заглублением в тело вала, установку с предварительным натягом на обработанных шейках компенсирующих износ металла тонкостенных накладок в виде разрезного кольца или полуколец, закрепление накладок на обработанных шейках путем сварки их стыков и приваривания их к шейке вала, с получением стыкового сварного шва, и осуществляют приваривание тонкостенных накладок к шейкам вала кольцевыми сварными швами сверху края накладок по кромке их наружных поверхностей с обеспечением натяга между шейками и накладками. При этом используют тонкостенные накладки, ширину b, длину L и толщину δл которых определяют из следующего математического выражения:The problem is solved due to the fact that they perform mechanical processing of the neck of the shaft with technological deepening in the shaft body, installation with preload on the machined necks of thin-walled linings compensating metal wear in the form of a split ring or half rings, fixing the linings on the machined necks by welding their joints and welding them to the neck of the shaft, with the receipt of a butt weld, and carry out welding of thin-walled overlays to the neck of the shaft with ring welds from the top of the edge of the overlays along the edge ke their outer surfaces with the provision of interference between the necks and pads. In this case, thin-walled linings are used, the width b, the length L and thickness δ l of which are determined from the following mathematical expression:
b=Lш-2r-(1-2) мм,b = L w -2r- (1-2) mm,
L=πdb+(2-4) мм,L = πd b + (2-4) mm,
δл=δл.ост+δл.р.р.+δл.изн.р.р.+δл.шл δ L = δ L.ost. + δ L.R. + δ l.s. + δ l
где Lш - ширина шейки вала;where L W - the width of the neck of the shaft;
r - радиус галтели;r is the fillet radius;
db - расчетный диаметр механически обработанной восстанавливаемой шейки;d b is the calculated diameter of the machined reconditioned neck;
δл - толщина разрезного кольца для восстановления шейки в номинальный размер;δ l - the thickness of the split ring to restore the neck to its nominal size;
δл.р.р. - величина, компенсирующая все ремонтные размеры шейки;δ L.R. - a value that compensates for all repair dimensions of the neck;
δл.изн.р.р. - величина, компенсирующая предельный износ шейки вала при последнем ремонтном размере;δ l.s. - the value compensating for the maximum wear of the shaft journal at the last repair size;
δл.ост - остаточная величина толщины разрезного кольца, необходимая для обеспечения механической прочности разрезного кольца на завершающем этапе эксплуатации вала;δ lost - residual value of the thickness of the split ring, necessary to ensure the mechanical strength of the split ring at the final stage of shaft operation;
δл.шл - припуск толщины разрезного кольца на обработку в окончательный размер.δ L. hl - allowance for the thickness of the split ring for processing in the final size.
На одну из шеек вала устанавливают технологическое кольцо шириной до 2/3 ширины шейки вала и жестко фиксируют его на ней с созданием новой оси вращения технологического кольца относительно оси вращения вала со смещением в радиальных направлениях на величину 1/2 радиального биения вала, после чего шейку с технологическим кольцом помещают в люнет и выполняют технологическое заглубление в тело шейки шириной, равнойA technological ring with a width of up to 2/3 of the width of the shaft neck is installed on one of the neck of the shaft and rigidly fixed on it with the creation of a new axis of rotation of the technological ring relative to the axis of rotation of the shaft with a shift in radial directions by 1/2 radial runout of the shaft, after which the neck with the technological ring is placed in a lunette and technological deepening is performed in the neck body with a width equal to
Lт.з.=Lш-2r-2(3÷4) ммL t.z. = L w -2r-2 (3 ÷ 4) mm
и глубиной t=0,5 (δл.ост+δл.р.р.+δл.изн.р.р.) мм, лезвийным инструментом при этом края технологического заглубления закругляют с заходом в галтель на ширину не более 1/4÷1/5 радиуса галтели, после чего все технологическое заглубление шлифуют, полируют абразивным инструментом и обрабатывают поверхностно-пластической деформацией, после чего устанавливают накладку ширинойand a depth of t = 0.5 (δ L.ost + δ L.R. + δ L.L. R. ) mm, with a blade tool, the edges of the technological deepening are rounded with a stop at a width of not more than 1 / 4 ÷ 1/5 of the radius of the fillet, after which the entire technological deepening is ground, polished with an abrasive tool and treated with surface plastic deformation, after which a cover plate with a width of
b=Lш-2r-2(3÷4)-2(0.5÷1) мм с зазором в стыке 1.4÷2.0 мм, а затем первоначально в средней части стыка, а после чего по его краям производят точечную сварку с прихватом концов накладки с обеспечением натяга 0.03÷0.04 мм в сопряжении накладка - шейка вала, производят сварку стыкового сварного шва с приваркой к телу шейки вала, затем устанавливают сваркой прихватки сверху края накладки по кольцевой ее кромке и осуществляют приварку противоположного края накладки к телу шейки вала кольцевым сварным швом сверху края накладки по кромке, после чего приваривают таким же швом закрепленный прихватками противоположный край накладки и обрабатывают накладку лезвийным инструментом, а затем подвергают накладку со сварными швами шлифованию, полированию и поверхностно-пластической деформацией с получением шероховатости поверхности Ra=0.2-0.4 мкм и точности геометрических параметров по 5÷7 квалитетам.b = L W -2r-2 (3 ÷ 4) -2 (0.5 ÷ 1) mm with a gap in the joint of 1.4 ÷ 2.0 mm, and then initially in the middle part of the joint, and then spot-welded with seizing ends along its edges overlays with a preload of 0.03 ÷ 0.04 mm in the interface between the overlay and the neck of the shaft, weld the butt weld with welding to the body of the neck of the shaft, then install by welding tacks on top of the edge of the overlay along its annular edge and weld the opposite edge of the overlay to the body of the neck of the shaft with a ring seam on top of the lining along the edge, after which t With the same seam, the opposite edge of the lining is fixed with tacks and the lining is treated with a blade tool, and then the lining with welds is subjected to grinding, polishing and surface-plastic deformation with obtaining a surface roughness R a = 0.2-0.4 μm and geometric parameters accuracy of 5--7 quality.
Новые существенные признакиNew significant features
1. На одну из шеек вала устанавливают технологическое кольцо шириной до 2/3 ширины шейки вала и жестко фиксируют его на ней с созданием новой оси вращения кольца относительно вращения вала, со смещением в радиальных направлениях на величину 1/2 радиального биения вала.1. A technological ring with a width of up to 2/3 of the width of the neck of the shaft is installed on one of the neck of the shaft and rigidly fixed on it with the creation of a new axis of rotation of the ring relative to the rotation of the shaft, with a shift in radial directions by 1/2 radial runout of the shaft.
2. Шейку с кольцом помещают в люнет и выполняют технологическое заглубление в тело шейки вала лезвийным инструментом.2. A neck with a ring is placed in a lunette and a technological deepening is carried out into the body of the neck of the shaft with a blade tool.
3. Заглубление выполняют3. The deepening is performed
Lт.з.=Lш-2r-2(3÷4) мм и глубинойL t.z. = L w -2r-2 (3 ÷ 4) mm and depth
t=0,5 (δл.ост+δл.р.р.+δл.изн.р.р.) мм.t = 0.5 (δ l.ost. + δ l.r.r. + δ l.l.s. ) mm.
4. Края технологического заглубления закругляют с заходом в галтель на ширину не более 1/4÷1/5 радиуса галтели.4. The edges of the technological deepening are rounded off with the entry into the fillet to a width of no more than 1/4 to 1/5 of the fillet radius.
5. Все технологическое заглубление шлифуют и полируют абразивным инструментом и обрабатывают поверхностно-пластической деформацией.5. All technological deepening is ground and polished with an abrasive tool and treated with surface plastic deformation.
6. В технологическое заглубление устанавливают накладку шириной b=Lш-2r-(3÷4)-2(0.5÷1) мм с зазором в стыке 1.4÷2.0 мм.6. In the technological deepening, a patch is installed with a width of b = L w -2r- (3 ÷ 4) -2 (0.5 ÷ 1) mm with a gap in the joint of 1.4 ÷ 2.0 mm.
7. Первоначально в средней части стыка, а затем по его краям производят точечную сварку с прихватом концов накладки с обеспечением натяга 0.03÷0.04 мм в сопряжении накладка - шейка вала и производят сварку стыкового сварного шва с приваркой концов накладки к телу шейки вала.7. Initially, in the middle part of the joint, and then along its edges, spot welding is carried out with the ends of the lining seized, providing a tightness of 0.03 ÷ 0.04 mm in the interface between the lining and the shaft neck, and the butt weld is welded with the lining ends welded to the shaft neck body.
8. Устанавливают сваркой прихватки сверху края накладки по кольцевой ее кромке.8. Install by welding tacks on top of the lining edge along its annular edge.
9. Осуществляют приварку противоположного края накладки к телу шейки вала кольцевым сварным швом сверху края накладки по кромке. После чего проваривают таким же швом закрепленный прихватками противоположный край накладки.9. Carry out the welding of the opposite edge of the lining to the body of the neck of the shaft with an annular weld on top of the edge of the lining along the edge. Then the opposite edge of the lining fixed with tacks is boiled in the same seam.
10. Обрабатывают накладку лезвийным инструментом.10. Process the patch with a blade tool.
11. Подвергают накладку со сварными швами шлифованию, полированию и поверхностно пластичной деформацией с получением шероховатости поверхности R=0.2-0.4 мкм и точности геометрических параметров по 5÷7 квалитетам.11. Grind, polish and superficially plastic deformation with welded joints to obtain a surface roughness of R = 0.2-0.4 microns and accuracy of geometrical parameters of 5–7 degrees.
Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.The listed new essential features, together with the known ones, are necessary and sufficient to achieve a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.
Технический результат заключается в повышении качества восстановленных валов.The technical result is to improve the quality of the restored shafts.
На одну из шеек вала устанавливают технологическое кольцо шириной до 2/3 ширины шейки вала и жестко фиксируют его на ней с созданием новой оси вращения технологического кольца относительно оси вращения вала, после чего шейку с технологическим кольцом помещают в люнет и выполняют технологическое заглубление в тело шейки вала лезвийным инструментом.A technological ring with a width of up to 2/3 of the width of the shaft neck is installed on one of the neck of the shaft and rigidly fixed on it with the creation of a new axis of rotation of the technological ring relative to the axis of rotation of the shaft, after which the neck with the technological ring is placed in a lunette and technological deepening is performed in the body of the neck shaft blade tool.
При изгибе вала обработать лезвийным инструментом восстанавливаемую шейку невозможно из-за биения шеек под люнет. Необходимо создать новую ось вращения вала без биения относительно люнета.When bending the shaft, it is impossible to process the restored neck with a blade tool due to the beating of the necks under the lunette. It is necessary to create a new axis of rotation of the shaft without beating relative to the rest.
Радиальными перемещениями наружного технологического кольца добиваются такого положения, при котором ось его вращения совпадает с осью вращения шпинделя станка. После чего наружное кольцо жестко фиксируют на шейке вала. Затем к его наружной поверхности, которая после регулировок не имеет биения, подводят кулачки люнета с обеспечением зазора 0.01÷0.02 между наружной поверхностью технологического кольца и кулачками люнета. При этих условиях обработки при точении шеек вала будет образовываться новая ось вращения вала, не имеющая биения. Для чего на одну из шеек устанавливают технологическое кольцо шириной до 2/3 его ширины для обеспечения надежной устойчивой фиксации на шейке вала. Выполнение технологического заглубления, края которого закругляют с заходом в галтель на ширину не более 1/4÷1/5 радиуса галтели, и позволяет выполнить плавный переход от днища технологического заглубления к галтели вала, что приведет к уменьшению влияния концентратора напряжений. Позволяет уменьшить термическое воздействие сварных швов на галтели за счет смещения кольцевых сварных швов на 3÷4 мм от краев галтелей сварки кольцевых сварных швов сверху края накладки, снижая проплавление шейки вала возле галтелей до минимума.Radial movements of the outer process ring achieve a position in which the axis of rotation coincides with the axis of rotation of the machine spindle. After that, the outer ring is rigidly fixed on the neck of the shaft. Then, the backrest cams are brought to its outer surface, which does not have a runout after adjustments, with a clearance of 0.01–0.02 between the outer surface of the process ring and the backrest cams. Under these processing conditions, when turning the shaft necks, a new axis of rotation of the shaft will be formed that does not have a runout. For this purpose, a technological ring with a width of up to 2/3 of its width is installed on one of the necks to ensure reliable reliable fixation on the shaft journal. Performing technological deepening, the edges of which are rounded off with the approach to the fillet to a width of no more than 1/4 ÷ 1/5 of the fillet radius, and allows a smooth transition from the technological deepening bottom to the fillet of the shaft, which will reduce the influence of the stress concentrator. It allows to reduce the thermal effect of welds on the fillets due to the displacement of the ring welds by 3 ÷ 4 mm from the edges of the fillets of the welding of welds of the circular welds above the edge of the lining, reducing the penetration of the shaft neck near the fillets to a minimum.
Точение технологического заглубления вместо шлифования абразивным кругом позволяет в поверхностном слое шейки получить благоприятные сжимающие напряжения.Turning technological deepening instead of grinding with an abrasive wheel allows obtaining favorable compressive stresses in the surface layer of the neck.
Применение шлифования и полирования абразивным инструментом технологического заглубления создаст высокую прилегаемость накладки к телу шейки за счет низкой шероховатости и сгладить грань перехода поверхности технологического заглубления в галтель.The use of grinding and polishing with an abrasive tool for technological deepening will create a high adherence of the lining to the body of the neck due to the low roughness and smooth the face of the transition surface of the technological deepening in the fillet.
Последующее применение поверхностно-пластического деформирования в переходной зоне с галтелью создает наклеп в опасной зоне галтели, что исключит возможность возникновения усталостных трещин.The subsequent use of surface plastic deformation in the transition zone with the fillet creates a hardening in the dangerous zone of the fillet, which eliminates the possibility of fatigue cracks.
С основной поверхности галтели металл не снимается, поэтому в ней сохранится ранее нанесенный наклеп.Metal is not removed from the main surface of the fillet, therefore, the previously applied riveting will remain in it.
Первоначально в средней части стыка, после чего по его краям, производят точечную сварку с прихватом концов накладки с обеспечением натяга 0.03-0.04 мм в сопряжении накладка - шейка вала, что позволяет зафиксировать и создать в сопряжении накладка - шейка вала равномерный натяг.Initially, in the middle part of the joint, then along its edges, spot welding is carried out with the ends of the lining seized, providing an interference of 0.03-0.04 mm in the mating plate - the neck of the shaft, which allows you to fix and create a mating plate - the neck of the shaft with a uniform tightness.
Производят сварку стыкового сварного шва с приваркой к телу шейки вала, что позволяет снизить тепловую мощность дуги и свести к минимуму оплавление основного металла шейки вала и вносимые сварочные напряжения в тело вала, а обеспечение натяга 0.03÷0.04 мм позволяет снизить технологические растягивающие усилия на сварные швы. Устанавливают сваркой прихватки сверху края накладки по кольцевой кромке. Это позволяет зафиксировать положение кромки накладки перед наложением кольцевых сварных швов, препятствуя скручиванию накладки относительно шейки вала при наложении первого кольцевого сварного шва и нарушении созданного ранее натяга в сопряжении накладка - шейка вала. Осуществляют приваривание противоположного края накладки к телу шейки вала кольцевым сварным швом сверху края накладки по кромке, после чего приваривают таким же швом закрепленный прихватками противоположный край накладки. Такая технология сварки позволяет резко уменьшить тепловую мощность дуги и зону термического влияния вдоль сварных швов. При этом натяг в сопряжении накладка - шейка вала обеспечивается по всей поверхности прилегания накладки к шейке вала. Жестко фиксируется накладка на шейке вала, способствуя увеличению теплопередачи от накладки в тело вала, препятствуя перегреву накладки в процессе эксплуатации, особенно в период прогрева двигателя.A butt weld is welded with welding to the body of the shaft neck, which reduces the thermal power of the arc and minimizes the fusion of the base metal of the shaft neck and the applied welding stresses in the shaft body, and providing an interference of 0.03 ÷ 0.04 mm allows you to reduce the technological tensile forces on the welds . Set by welding tacks on top of the lining edge along the annular edge. This allows you to fix the position of the edge of the lining before applying ring welds, preventing the lining from twisting relative to the shaft neck when applying the first ring weld and violating the previously created interference in the interface plate - neck of the shaft. The opposite edge of the lining is welded to the body of the shaft journal with an annular weld from the edge of the lining at the edge, after which the opposite edge of the lining is fixed with tacks. This welding technology can dramatically reduce the thermal power of the arc and the heat affected zone along the welds. In this case, the interference in the mating of the cover - the neck of the shaft is provided over the entire surface of the fit of the cover to the neck of the shaft. The plate is rigidly fixed on the neck of the shaft, contributing to an increase in heat transfer from the plate to the shaft body, preventing the plate from overheating during operation, especially during engine warm-up.
Обрабатывают накладку лезвийным инструментом - для придания поверхности восстанавливаемых шеек требуемых геометрических параметров, с заданными допусками размеров, овальности, конусности в соответствии с требованиями рабочего чертежа. Подвергают накладку со сварными швами шлифованию, полированию и поверхностно-пластической деформации с получением шероховатости поверхности Ra=0.2÷0.4 мкм и точности геометрических параметров по 5…7 квалитетам.The overlay is treated with a blade tool - to give the surface of the restored necks the required geometric parameters, with given tolerances of dimensions, ovality, taper in accordance with the requirements of the working drawing. Grinding, polishing and surface-plastic deformation are subjected to a plate with welds with obtaining a surface roughness R a = 0.2 ÷ 0.4 μm and accuracy of geometric parameters in 5 ... 7 conditions.
Обработка поверхностно-пластической деформацией создает наклеп в поверхностных слоях накладки и сварных швах с образованием сжимающих напряжений, что приводит к повышению усталостной прочности восстанавливаемого вала.The treatment with surface plastic deformation creates a hardening in the surface layers of the lining and welds with the formation of compressive stresses, which leads to an increase in the fatigue strength of the restored shaft.
На фиг.1 схематично изображена шейка вала с накладкой.Figure 1 schematically shows the neck of the shaft with an overlay.
Фиг.2 - развертка накладки.Figure 2 - scan lining.
Фиг.3 - схематично изображено продольное и окружное крепление накладки к шейке вала.Figure 3 - schematically shows the longitudinal and circumferential fastening of the lining to the neck of the shaft.
Фиг.4 - схематично изображена установка технологического кольца на шейке вала.Figure 4 - schematically shows the installation of the process ring on the neck of the shaft.
Вал содержит шейку 1 и охватывающее ее разрезное кольцо (накладку) 2, в котором выполнены отверстия 3 для подвода смазочного масла, две галтели 4, технологическое заглубление 5 в теле вала ширинойThe shaft contains a neck 1 and a split ring (lining) 2 surrounding it, in which holes 3 are made for supplying lubricating oil, two fillets 4, a technological recess 5 in the width of the shaft body
Lтз=Lш-2r-2(3÷4) мм,L ts = L w -2r-2 (3 ÷ 4) mm,
где Lш - ширина шейки вала;where L W - the width of the neck of the shaft;
r - радиус галтели;r is the fillet radius;
(3÷4) мм - отступ от начала галтели до технического заглубления;(3 ÷ 4) mm - indent from the beginning of the fillet to technical deepening;
и глубиной t=0.5 (δл.ост+δл.р.р.+δл.изн.р.р.),and a depth of t = 0.5 (δ L.ost. + δ L.R. + δ L.L.s. ),
где δл.ост - остаточная величина толщины разрезного кольца, необходимая для обеспечения механической прочности разрезного кольца на завершающем этапе эксплуатации вала;where δ L.ost - the residual value of the thickness of the split ring, necessary to ensure the mechanical strength of the split ring at the final stage of operation of the shaft;
δл.р.р. - величина, компенсирующая все ремонтные размеры шейки;δ L.R. - a value that compensates for all repair dimensions of the neck;
δл.изн.р.р. - величина, компенсирующая предельный износ шейки вала при последнем ремонтном размере.δ l.s. - a value that compensates for the maximum wear of the shaft journal at the last repair size.
Края технологического заглубления 5 закруглены плавным переходом от краев днища технологического заглубления 5 с заходом на галтели 4, сохраняя их ширину, равную (3/4…4/5) радиуса галтели.The edges of the technological deepening 5 are rounded off by a smooth transition from the edges of the bottom of the technological deepening 5 with approaching the fillets 4, keeping their width equal to (3/4 ... 4/5) of the fillet radius.
Накладки 2 изготавливают из стальной ленты толщиной δл.=1.5…2.0 мм в форме разрезного кольца 2 или при больших толщинах ленты (более 2 мм) из 2-х полуколец. Для чего нарезают полосы в расчетные размеры.Slips 2 are made of steel tape with a thickness of δ l. = 1.5 ... 2.0 mm in the form of a split ring 2 or with large thicknesses of the tape (more than 2 mm) of 2 half rings. Why cut the strip into the calculated dimensions.
Ширина накладки 2 рассчитывается по формуле:The width of the lining 2 is calculated by the formula:
b=Lш-2r-2(3÷4)-2(0.5÷1) ммb = L w -2r-2 (3 ÷ 4) -2 (0.5 ÷ 1) mm
где (3÷4) - отступ от начала галтели до технологического заглубления;where (3 ÷ 4) is the indent from the beginning of the fillet to the technological deepening;
0.5…1.0 - отступ накладки от начала технологического заглубления (без учета плавного перехода к галтели).0.5 ... 1.0 - pad spacing from the beginning of technological deepening (excluding a smooth transition to the fillet).
Длина накладки 2 для разрезного кольца:Cover length 2 for split ring:
L=πdb+(2…4) ммL = πd b + (2 ... 4) mm
где db - расчетный диаметр предварительно обработанной восстанавливаемой шейки вала.where d b is the calculated diameter of the pre-treated reconditioned shaft journal.
Длина накладки 2 для двух полуколец.Lining length 2 for two half rings.
L=πdb+(4…6) мм.L = πd b + (4 ... 6) mm.
Толщина разрезного кольца δл для восстановления шейки в номинальный размер включает в себя величину, компенсирующую все ремонтные размеры δл.р.р. (0.5 мм), величину, компенсирующую предельный износ шейки вала после последнего ремонтного размера δл.изн.р.р. (0-1-0.15) мм, остаточную величину толщины разрезного кольца, необходимую для обеспечения механической прочности самого разрезного кольца на завершающем этапе эксплуатации вала δл.ост (0.5-1.0) мм и припуск на точение, шлифование и полирование абразивным инструментом поверхностно-пластическую деформацию в окончательный размер (0.5…0.75) мм.The thickness of the split ring δ l for restoring the neck to the nominal size includes a value that compensates for all repair dimensions δ l. (0.5 mm), a value that compensates for the maximum wear of the shaft neck after the last repair size δ l.s. (0-1-0.15) mm, the residual thickness of the split ring necessary to ensure the mechanical strength of the split ring itself at the final stage of shaft operation δ lost (0.5-1.0) mm and the allowance for turning, grinding and polishing with an abrasive tool surface plastic deformation to the final size (0.5 ... 0.75) mm.
Для типового расчета минимальной толщины разрезного кольца, обеспечивающего восстановление шейки вала в номинальный размер:For a typical calculation of the minimum thickness of the split ring, ensuring the restoration of the shaft neck to the nominal size:
δл.=0.5+0.1+0.5+0.75+=1.85 ммδ l = 0.5 + 0.1 + 0.5 + 0.75 + = 1.85 mm
В стыке накладки 2 первоначально в средней ее части, а затем по краям - 7, 8 с прихватом концов 9 накладки 2 произведена точечная сварка 6. Стыковой сварной шов 10 соединяет концы 9 накладки 2 между собой и шейкой вала 1. Прихватки 11 выполнены сваркой сверху края накладки 2 по кольцевой ее кромке. Кольцевые сварные швы 12, 13, приваренные сверху края по кромкам накладки 2, соединяют ее с телом шейки вала. На шейке вала 1 установлено и жестко зафиксировано на ней технологическое кольцо 14 шириной до 2/3 ширины шейки вала призмами 15.At the junction of the lining 2, initially in the middle part, and then at the edges - 7, 8 with the tack of the
На одну из изношенных шеек вала устанавливают технологическое кольцо 14 шириной до 2/3 ширины шейки вала и регулируют его положение относительно искривленной оси вала ОО с созданием новой оси вращения технологического кольца 14 - O1.O1 со смещением его в радиальных направлениях на величину 1/2 радиального биения вала δ, добиваясь устранения биения наружной поверхности технологического кольца 14. Затем жестко фиксируют технологическое кольцо 14 на шейке вала призмами 15. После чего к наружной поверхности технологического кольца 14 подводят и закрепляют кулачки люнета, обеспечивая зазор 0.01÷0.02 мм между наружной поверхностью технологического кольца 14 и кулачками люнета для возможности совместного вращения технологического кольца 14 с валом относительно люнета, закрепленного на направляющих станины токарного станка (на фиг. не показаны), на котором обрабатывают вал, и выполняют технологическое заглубление 5 в тело шейки вала лезвийным инструментом. При этом края технологического заглубления 5 закруглены плавным переходом от краев днища технологического заглубления 5, с заходом на галтели 4, сохраняя ширину галтелей не менее (3/4÷4/5) радиуса галтели.A
Технологическое заглубление выполняют ширинойTechnological deepening is performed with a width
Lтз=Lш-2r-2(3÷4) мм и глубинойL tz = L w -2r-2 (3 ÷ 4) mm and depth
t=0,5(δл.ост+δл.р.р.+δл.изн.р.р.)t = 0.5 (δ l.ost. + δ l.r.r. + + l.l.s. )
Сгибают полосу шириной b=Lш-2r-2(3÷4)-2(0.5÷1) мм в разрезное кольцо 2 и на свернутых кольцах 2 сверлят отверстия 3 под смазочные каналы. Затем, используя упругие свойства разрезного кольца 2, его разжимают и надевают на технологическое заглубление 5 шейки вала с предварительным натягом, за счет применения стяжных хомутов, обеспечивают после окончательной обработки торцов накладки 2 получение требуемого зазора для разрезного кольца (зазор в стыке в пределах 1.4…2.0 мм). Если используют полукольца, то в обоих стыках зазор составляет 1.4÷2.0 мм каждый. Совмещают смазочные отверстия 3 в шейке вала и в накладке 2 и производят предварительную фиксацию первоначально в средней части стыка 6, после чего по его краям 7, 8 точечной сваркой с прихватом концов 9 накладки 2 с обеспечением натяга 0.03÷0.04 мм в сопряжении накладка - шейка вала. После чего производят сварку стыкового сварного шва 10, который соединяет края 9 накладки между собой и шейкой 1. После чего устанавливают сваркой прихватки 11 сверху края накладки 2 по кольцевой ее кромке и осуществляют приварку противоположного края накладки 2 к телу шейки вала кольцевым сварным швом 12 сверху края накладки 2 по кромке.A strip with a width of b = L w -2r-2 (3 ÷ 4) -2 (0.5 ÷ 1) mm is bent into a split ring 2 and
После чего приваривают таким же швом 13 закрепленный прихватками 11 противоположный край накладки 2.After that, the opposite edge of the lining 2 is fastened with the
Обрабатывают накладку 2 лезвийным инструментом.Process the overlay 2 with a blade tool.
После чего подвергают накладку 2 со сварными швами 10, 12, 13 шлифованию, полированию и поверхностно-пластической деформации с получением шероховатости поверхности Ra=0.4÷0.2 мкм и точности геометрических параметров по 5…7 квалитетам.Then subjected to the pad 2 with
Claims (1)
L=πdb+(2-4)
δл=(δл.ост+δл.р.р.+δл.изн.р.р.+δл.шл.), где
db - расчетный диаметр механически обработанной восстанавливаемой шейки, мм;
δл - толщина разрезного кольца для восстановления шейки в номинальный размер, мм;
δл.р.р. - величина, компенсирующая все ремонтные размеры шейки, мм;
δд.изн.р.р. - величина, компенсирующая предельный износ шейки вала при последнем ремонтном размере, мм;
δл.ост - величина остаточной толщины разрезного кольца, необходимой для обеспечения механической прочности разрезного кольца на завершающем этапе эксплуатации вала, мм;
δл.шл - припуск толщины разрезного кольца на обработку в окончательный размер, мм, отличающийся тем, что на одной из шеек вала закрепляют и жестко на ней фиксируют технологическое кольцо шириной до 2/3 ширины шейки вала со смещением оси его вращения относительно оси вращения вала в радиальном направлении на величину, равную половине радиального биения вала, шейку вала с технологическим кольцом помещают в люнет и лезвийным инструментом выполняют технологическое заглубление в тело шейки глубиной t=0,5 (δл.ост+δл.р.р.+δл.изн.р.р.) и шириной, определяемой из соотношения
Lт.з.=Lш-2r-2(3÷4), где
Lш - ширина шейки вала, мм;
r - радиус галтели, мм,
при этом края технологического заглубления закругляют с заходом в галтель на ширину не более 1/4÷1/5 радиуса галтели, осуществляют шлифование и полирование технологического заглубления абразивным инструментом и обработку поверхностно-пластической деформацией, устанавливают в заглубление накладку, имеющую зазор в стыке 1,4÷2.0 мм и ширину, определяемую из соотношения b=Lш-2r-2(3÷4)-2(0.5÷1), перед закреплением накладок стыковым сварным швом и привариванием их кольцевыми сварными швами производят их точечную сварку с прихватом концов накладки с обеспечением натяга 0.03-0.04 мм в сопряжении накладка - шейка вала первоначально в средней части стыка, а затем по его краям, и устанавливают сваркой прихватки поверх края накладки по кольцевым ее кромкам, после чего обрабатывают накладку лезвийным инструментом и подвергают накладку со сварными швами шлифованию, полированию и поверхностно-пластической деформации с получением шероховатости поверхности Ra=0-2-0.4 мкм и точности геометрических параметров по 5…7 квалитетам. A method of shaft restoration, including machining the shaft necks with technological deepening in its body, preloading the treated necks of thin-walled plates in the form of split rings or half rings to compensate for metal wear and fixing them with a butt weld obtained by welding the joints of split rings or half rings and welding them to the neck of the shaft, and ring welds over the edge of the plates along the edge of their working surfaces with the provision of an interference between the necks and plates, ki are used with a length L and a thickness δ L which is determined from the mathematical expressions:
L = πd b + (2-4)
δ L = (δ L.ost. + δ L.R. + δ L.L.s. + δ L.Sh. ), where
d b is the calculated diameter of the machined restored neck, mm;
δ l - the thickness of the split ring to restore the neck in the nominal size, mm;
δ L.R. - the value that compensates for all repair dimensions of the neck, mm;
δ d.s. - the value compensating for the maximum wear of the shaft journal at the last repair size, mm;
δ lost - the value of the residual thickness of the split ring necessary to ensure the mechanical strength of the split ring at the final stage of shaft operation, mm;
δ lshl - allowance for the thickness of the split ring to be processed into the final size, mm, characterized in that a process ring is fixed on one of the neck of the shaft and rigidly fixed on it is a technological ring up to 2/3 of the width of the shaft neck with an offset of its rotation axis relative to the axis of rotation shaft in the radial direction by an amount equal to half the radial runout of the shaft, the neck of the shaft with the process ring is placed in a lunette and the cutting tool is used to deepen the neck body with a depth of t = 0.5 (δ L.ost + δ L.R. + δ l.s.d. ) and width, opr consumed from the ratio
L t.z. = L W -2r-2 (3 ÷ 4), where
L W - the width of the neck of the shaft, mm;
r is the fillet radius, mm,
the edges of the technological deepening are rounded off with the approach to the fillet to a width of no more than 1/4 ÷ 1/5 of the radius of the fillet, grinding and polishing of the technological deepening with an abrasive tool and processing with surface-plastic deformation are carried out, a lining having a gap at the joint 1 is installed in the deepening 4 ÷ 2.0 mm and the width determined from the relation b = L w -2r-2 (3 ÷ 4) -2 (0.5 ÷ 1), before fixing the plates with a butt weld and welding them with ring welds, they are spot-welded with the ends seized overlays with providing a tightness of 0.03-0.04 mm in the interface, the pad - the neck of the shaft is initially in the middle part of the joint, and then along its edges, and is installed by welding tacks over the edge of the pad along its ring edges, after which the pad is treated with a blade tool and the pad is subjected to grinding, polishing and surface-plastic deformation with obtaining surface roughness R a = 0-2-0.4 microns and the accuracy of geometric parameters for 5 ... 7 qualities.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009127195/02A RU2420386C2 (en) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | Method of shaft recovery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009127195/02A RU2420386C2 (en) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | Method of shaft recovery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009127195A RU2009127195A (en) | 2011-01-20 |
| RU2420386C2 true RU2420386C2 (en) | 2011-06-10 |
Family
ID=44736837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009127195/02A RU2420386C2 (en) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | Method of shaft recovery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2420386C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103084781A (en) * | 2013-01-25 | 2013-05-08 | 邯钢集团邯宝钢铁有限公司 | Method for mending flying shear eccentric shaft abrasion |
| CN103192226A (en) * | 2013-04-22 | 2013-07-10 | 潍柴动力(潍坊)再制造有限公司 | Method for remedying water-eroded defects on finished surface of engine cylinder block |
| RU2645638C2 (en) * | 2012-09-28 | 2018-02-26 | ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ ЭлЭлСи | Continuous casting of materials using pressure differential |
| CN110497144A (en) * | 2018-05-17 | 2019-11-26 | 上海五钢设备工程有限公司 | Consumable electrode vacuum furnace electrode stem renovation technique |
| CN110508994A (en) * | 2019-07-25 | 2019-11-29 | 瑞通机械张家口有限公司 | A kind of recovery technique of large size tooth shaft and box body of speed reducer bearing digit pulse cold welding |
-
2009
- 2009-07-14 RU RU2009127195/02A patent/RU2420386C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2645638C2 (en) * | 2012-09-28 | 2018-02-26 | ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ ЭлЭлСи | Continuous casting of materials using pressure differential |
| US10155263B2 (en) | 2012-09-28 | 2018-12-18 | Ati Properties Llc | Continuous casting of materials using pressure differential |
| US10272487B2 (en) | 2012-09-28 | 2019-04-30 | Ati Properties Llc | Continuous casting of materials using pressure differential |
| CN103084781A (en) * | 2013-01-25 | 2013-05-08 | 邯钢集团邯宝钢铁有限公司 | Method for mending flying shear eccentric shaft abrasion |
| CN103192226A (en) * | 2013-04-22 | 2013-07-10 | 潍柴动力(潍坊)再制造有限公司 | Method for remedying water-eroded defects on finished surface of engine cylinder block |
| CN103192226B (en) * | 2013-04-22 | 2015-04-15 | 潍柴动力(潍坊)再制造有限公司 | Method for remedying water-eroded defects on finished surface of engine cylinder block |
| CN110497144A (en) * | 2018-05-17 | 2019-11-26 | 上海五钢设备工程有限公司 | Consumable electrode vacuum furnace electrode stem renovation technique |
| CN110508994A (en) * | 2019-07-25 | 2019-11-29 | 瑞通机械张家口有限公司 | A kind of recovery technique of large size tooth shaft and box body of speed reducer bearing digit pulse cold welding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009127195A (en) | 2011-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2420386C2 (en) | Method of shaft recovery | |
| CA2542092C (en) | Method of repairing spline and seal teeth of a mated component | |
| US3360846A (en) | Method of securing a collar on a pipe | |
| AU2016298789B2 (en) | Repair of pipeline welds using friction stir processing | |
| RU2558555C2 (en) | Integral wear-resistant pad and method | |
| KR20140119071A (en) | System and method for holding materials having arcuate surfaces in place for friction stir welding or processing | |
| US20170016323A1 (en) | Friction Welded Insert and Processes for Inserting the Insert into a Substrate | |
| KR20060009927A (en) | Retainer for roller bearing | |
| CA2542247A1 (en) | Overlay for repairing spline and seal teeth of a mated component | |
| RU2235009C2 (en) | Method for restoring crankshaft and restored crankshaft | |
| RU2319592C2 (en) | Shaft restoring method | |
| JP5284904B2 (en) | Manufacturing method of universal joint parts | |
| RU2337802C2 (en) | Shaft recostruction method | |
| RU2766395C1 (en) | Method for crankshaft journals restoration by gluing semi-ring pads | |
| RU2791718C1 (en) | Method for restoring cylindrical surfaces of parts by gluing semi-circular linings | |
| RU2453413C2 (en) | Method of shaft recovery | |
| US20060228219A1 (en) | Repaired spline and seal teeth on mated components | |
| CN108115351A (en) | A kind of flat head sleeve repair method of bores | |
| RU1792817C (en) | Method of reconditioning crankshafts | |
| RU2074802C1 (en) | Method of repair of crankshaft journals | |
| RU2047457C1 (en) | Method for reconditioning wearied shaft journal | |
| RU2064854C1 (en) | Worn roll neck repair method | |
| RU2050243C1 (en) | Crankshaft neck recovery method | |
| JPS5819376Y2 (en) | rotor | |
| RU1785862C (en) | Method for restoring worn shaft neck |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130607 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170715 |