RU2749648C1 - Способ получения шпоночного соединения на валах - Google Patents
Способ получения шпоночного соединения на валах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749648C1 RU2749648C1 RU2020126724A RU2020126724A RU2749648C1 RU 2749648 C1 RU2749648 C1 RU 2749648C1 RU 2020126724 A RU2020126724 A RU 2020126724A RU 2020126724 A RU2020126724 A RU 2020126724A RU 2749648 C1 RU2749648 C1 RU 2749648C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- keyway
- tool
- shaft
- key
- groove
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
- F16D1/08—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
- F16D1/0876—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with axial keys and no other radial clamping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B3/00—Key-type connections; Keys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлообработки, в частности к методам изготовления, восстановления и упрочнения поверхностей деталей машин электромеханической обработкой, направлено на повышение долговечности шпоночных соединений на валах в условиях массового и ремонтного производства. Сущность: шпонку устанавливают в шпоночный паз с зазором. Нагрев и пластическую деформацию шпоночного паза вала осуществляют электродом-инструментом для электромеханической обработки. Электрод-инструмент устанавливают сверху под углом 10…45° к вертикальной плоскости и перемещают вдоль шпоночного паза по его поверхности на расстоянии 1…2,5 мм от края паза с обеспечением осадки и раздачи металла вала в сторону паза. Раздача металла вала ограничивается шпонкой. Технический результат: повышение эффективности и снижение энергоемкости процесса при получении плотного шпоночного соединения на валах с одновременным упрочнением боковой поверхности шпоночного паза. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области металлообработки, в частности к методам изготовления, восстановления и упрочнения поверхностей деталей машин электромеханической обработкой, направлено на повышение долговечности шпоночных соединений на валах в условиях массового и ремонтного производства.
Плотные соединения (посадки) шпонок на валах обеспечиваются точным изготовлением стандартных размеров шпонок и шпоночных пазов на валах, зависящих от диаметра вала (см. Схиртладзе, А.Г. Метрология, стандартизация и сертификация / А.Г. Схиртладзе, Я.М. Радкевич. - Старый Оскол: ТНТ, 2015. - 540 с.). Для получения плотных соединений шпонка по ширине делается на десятки микрометров больше ширины шпоночного паза, что позволяет получить натяг при сборке шпонки с валом, как правило, с помощью пресса.
Недостатками таких технологий является необходимость закалки вала по шпоночному пазу до необходимой твердости. Процессы закалки отличаются сложностью и большими затратами энергии, большим термическим влиянием на деталь, что приводит к значительным деформациям изделий. Кроме того после закалки необходимо применять дополнительные методы финишной механической обработки для получения точных размеров шпоночного паза.
Известны способы электромеханической обработки деталей машин на металлорежущих станках (Яковлев С.А. Влияние электрофизических параметров на электромеханическую обработку деталей машин: монография / С.А. Яковлев. - Ульяновск: УВАУ ГА (И), 2014. - 129 с.) при которых через зону контакта деформирующего электрод-инструмента (ролика или пластины) и детали проходит ток большой плотности (108-109 А/м2) и низкого (1-6 В) напряжения, вследствие чего на контактирующей поверхности изделия выделяется большое количество тепла, происходят высокоскоростной нагрев локального микрообъема поверхности с одновременным его пластическим деформированием и последующее интенсивное охлаждение за счет отвода тепла внутрь детали, что приводит к повышению твердости, прочности и износостойкости.
Однако данные способы не позволяют обеспечить нужное соединение шпонки на валу.
Известен способ получения шпоночного соединения на валах, включающий установку шпонки в шпоночный паз вала с зазором, нагрев шпоночного паза электродом-инструментом для электромеханической обработки и пластическую деформацию металла (патент РФ №2713887 - принят за прототип), отличающийся тем, что электрод-инструмент устанавливают вертикально и перемещают вдоль шпоночного паза по его поверхности на расстоянии 0,3…1,5 мм от края паза с обеспечением осадки и раздачи металла вала в сторону паза, при этом раздача металла ограничена шпонкой.
При обработке по данному способу происходит образование плотного соединения шпонки со шпоночным пазом за счет пластической деформации и перераспределения металла с одновременным упрочнением боковой поверхности шпоночного паза твердостью до 9 ГПа.
Недостатком такого способа является необходимость приложения больших усилий прижатия инструмента к детали для эффективной осадки и раздачи металла в сторону паза. Другим недостатком является необходимость применения больших электрических токов, которые в свою очередь обеспечивают более высокую пластичность металла, что направлено также на более эффективную осадку и раздачу металла.
Достигаемый технический результат по заявленному изобретению - это повышение эффективности и снижение энергоемкость процесса при получении плотного шпоночного соединения на валах с одновременным упрочнением боковой поверхности шпоночного паза за счет перераспределения металла применением электромеханической обработки с использованием шпонки, установленной в шпоночный паз.
Указанный технический результат достигается за счет того, что электрод-инструмент устанавливают сверху под углом 10…45° к вертикальной плоскости и перемещают вдоль шпоночного паза по его поверхности на расстоянии 1…2,5 мм от края паза.
На фиг. 1 представлена схема установки шпонки в шпоночном пазу. Шпонка 2 устанавливается на дно шпоночного паза вала 1 и прижимается к одной из боковых поверхностей шпоночного паза, образуя зазор. Величина зазора может составлять десятки микрометров, для изношенных шпоночных пазов величина зазора может достигать до 2 мм.
На фиг. 2 схематично представлена схема получения шпоночного соединения на валах. Способ осуществляется следующим образом. На специальной оправке (не показана) крепится инструмент 5 для электромеханической обработки шпоночного паза. Инструмент прижимается сверху под углом 10…45° к вертикальной плоскости на расстоянии 1…2,5 мм от края шпоночного паза вала 1 с усилием Р и перемещается вдоль шпоночного паза со скоростью ν.
Инструмент для электромеханической обработки 5 подсоединен с помощью токоподводящих кабелей 4 к источнику питания - силовому модулю для ЭМО 3, образуя с деталью общую электрическую цепь. При замыкании электрической цепи происходит мгновенный нагрев (током до 2500 А) в месте контакта инструмента 5 с поверхностью шпоночного паза выше температуры выше фазовых превращений и механическое воздействие этим инструментом находящимся сверху под углом 10…45° к вертикальной плоскости с усилием Р. Это позволяет инструменту 5 в горячем состоянии более эффективно осаживать поверхность шпоночного паза с раздачей в сторону шпоночного паза. Деформация металла в сторону шпоночного паза ограничивается наличием шпонки.
При движении инструмента вдоль шпоночного паза со скоростью ν источник термомеханического воздействия удаляется, что приводит к последующему охлаждению нагретых участков вглубь детали за счет ее массы, в результате чего происходит упрочнение поверхностного слоя боковой поверхности шпоночного паза.
Сила тока, усилие прижатия инструмента Р к детали, скорость ν перемещения инструмента вдоль шпоночного паза, угол прижатия инструмента к вертикальной плоскости, расстоянии от края паза до инструмента, материал и форма инструмента принимаются исходя из задач и требований технологического процесса.
Расположение электрод-инструмента сверху под углом 10…45° к вертикальной плоскости обеспечивает оптимальное увеличение составляющей силы сдвига нагретых объемов металла в сторону шпоночного паза. Это позволяет получать качественные шпоночные соединения без использования больших усилий прижатия инструмента к детали.
Увеличение силы сдвига при электромеханической обработке электрод-инструментом под углом 10…45° к вертикальной плоскости не требует использования повышенных токов для увеличения пластичности металла по сравнению с прототипом.
Перемещение электрод-инструмента вдоль шпоночного паза по его поверхности на расстоянии 1…2,5 мм от края паза позволяет сдвигать в сторону паза более значительные объемы металла, что увеличивает эффективность и позволяет получать шпоночных соединений с предварительными зазорами до 2 мм.
При обработке по данному способу происходит образование плотного соединения шпонки со шпоночным пазом за счет пластической деформации и перераспределения металла с одновременным упрочнением боковой поверхности шпоночного паза твердостью до 9 ГПа, повышается эффективность и снижается энергоемкость процесса электромеханической обработки за счет применения меньшего тока и усилия прижатия инструмента к детали.
Claims (1)
- Способ получения шпоночного соединения на валах, включающий установку шпонки в шпоночный паз вала с зазором, нагрев шпоночного паза электродом-инструментом для электромеханической обработки и пластическую деформацию металла с обеспечением осадки и раздачи металла вала в сторону паза, когда раздача металла ограничена шпонкой, отличающийся тем, что электрод-инструмент устанавливают сверху под углом 10…45° к вертикальной плоскости и перемещают вдоль шпоночного паза по его поверхности на расстоянии 1…2,5 мм от края паза.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126724A RU2749648C1 (ru) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Способ получения шпоночного соединения на валах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126724A RU2749648C1 (ru) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Способ получения шпоночного соединения на валах |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2749648C1 true RU2749648C1 (ru) | 2021-06-16 |
Family
ID=76377479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020126724A RU2749648C1 (ru) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Способ получения шпоночного соединения на валах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2749648C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1687940A1 (ru) * | 1989-12-22 | 1991-10-30 | Ростовский-На-Дону Завод-Втуз При Заводе "Ростсельмаш" | Шпоночное соединение |
| JP2000176721A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-06-27 | Aisin Aw Co Ltd | 円筒部材の溝形成方法および溝形成装置 |
| RU2350440C2 (ru) * | 2007-02-01 | 2009-03-27 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В.П. Горячкина (ФГОУ ВПО МГАУ) | Способ изготовления деталей со шпоночным пазом |
| RU2713887C1 (ru) * | 2019-04-24 | 2020-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина" | Способ получения шпоночного соединения на валах |
-
2020
- 2020-08-07 RU RU2020126724A patent/RU2749648C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1687940A1 (ru) * | 1989-12-22 | 1991-10-30 | Ростовский-На-Дону Завод-Втуз При Заводе "Ростсельмаш" | Шпоночное соединение |
| JP2000176721A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-06-27 | Aisin Aw Co Ltd | 円筒部材の溝形成方法および溝形成装置 |
| RU2350440C2 (ru) * | 2007-02-01 | 2009-03-27 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В.П. Горячкина (ФГОУ ВПО МГАУ) | Способ изготовления деталей со шпоночным пазом |
| RU2713887C1 (ru) * | 2019-04-24 | 2020-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина" | Способ получения шпоночного соединения на валах |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2713887C1 (ru) | Способ получения шпоночного соединения на валах | |
| JP4673656B2 (ja) | 熱間プレス成形装置 | |
| CN114245494A (zh) | 加热方法、加热装置和压制成型品的制造方法 | |
| RU2713890C1 (ru) | Способ получения шпоночного соединения на валах | |
| RU2749648C1 (ru) | Способ получения шпоночного соединения на валах | |
| RU2611000C2 (ru) | Способ восстановления износа боковых поверхностей шлицев | |
| RU2749704C1 (ru) | Способ получения шпоночного соединения на валах | |
| RU2766098C1 (ru) | Способ получения шпоночного соединения на валах точечной электромеханической обработкой | |
| RU2766097C1 (ru) | Способ получения шпоночного соединения на валах точечной электромеханической обработкой | |
| Pater et al. | Steel balls forming by cross rolling with upsetting | |
| RU2350440C2 (ru) | Способ изготовления деталей со шпоночным пазом | |
| CN103343187B (zh) | 一种铸铁凸轮激光复合处理方法 | |
| RU2793689C1 (ru) | Способ получения шпоночного соединения | |
| RU2457258C1 (ru) | Способ электромеханической обработки деталей машин | |
| RU2793665C1 (ru) | Способ получения шпоночного соединения | |
| CN101543874B (zh) | 基于螺旋压力机的模锻方法 | |
| CN112275979B (zh) | 一种多凹槽异型锻件自由锻制坯成形控制方法 | |
| RU2530924C2 (ru) | Способ восстановления изношенных боковых поверхностей шлицев | |
| CN110666084B (zh) | 旋转对称和非对称式塑性成型机 | |
| CN203048985U (zh) | 一种工字型槽轮淬火感应器 | |
| CN102787219B (zh) | 一种通过涂覆导磁体控制工件凹槽漏磁的感应淬火方法 | |
| RU2422260C2 (ru) | Способ трехроликовой электромеханической обработки деталей машин | |
| US2446892A (en) | Method of shaping bimetallic articles | |
| CN109072331B (zh) | 用于热处理金属构件的方法和装置 | |
| Bílik et al. | Increasing the lifetime of forming tools |