RU2751724C1 - Method for forming press joints - Google Patents

Method for forming press joints Download PDF

Info

Publication number
RU2751724C1
RU2751724C1 RU2020136519A RU2020136519A RU2751724C1 RU 2751724 C1 RU2751724 C1 RU 2751724C1 RU 2020136519 A RU2020136519 A RU 2020136519A RU 2020136519 A RU2020136519 A RU 2020136519A RU 2751724 C1 RU2751724 C1 RU 2751724C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
landing
shaft
receiving element
roughness
joints
Prior art date
Application number
RU2020136519A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Петрович Постовалов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Финансовое партнерство"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Финансовое партнерство" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Финансовое партнерство"
Priority to RU2020136519A priority Critical patent/RU2751724C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2751724C1 publication Critical patent/RU2751724C1/en

Links

Classifications

    • 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 
    • B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
    • 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
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/02—Shafts; Axles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)

Abstract

FIELD: compression joints.SUBSTANCE: invention relates to the field of press connections and can be used for shaft-bushing type connections. A method for forming press joints is proposed, including heating the landing element to the required temperature, creating roughness on the contact surface of the landing or receiving element, followed by landing the heated landing element on the receiving element. Roughness is created by rolling with a deforming device, applying an abrasive powder or an electric spark method.EFFECT: increased fatigue strength of the shaft of press joints.9 cl

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к области прессовых соединений и может быть использовано для соединений типа вал – втулка.The invention relates to the field of press connections and can be used for connections of the shaft-sleeve type.

Уровень техникиState of the art

Известен патент RU 22449731 от 14.08.2003 «Способ закрепления на пустотелом валу сопрягаемых деталей», где изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для разъемных соединений типа вал-втулка. В способе закрепления на пустотелом валу сопрягаемых деталей, преимущественно типа зубчатых колес, шкивов, полумуфт и втулок, наносят функциональный материал 2 с эффектом памяти формы на посадочные места вала 1, осуществляют механическую обработку полученного слоя до требуемых размеров, вакуумный отжиг деталей, охлаждение до низких температур с помощью жидкого азота, которым заполняют внутренние полости вала, обкатку роликами нанесенного слоя, удаление жидкого азота и нагрев вала до конца обратного мартенситного превращения. Функциональный материал наносят аргонно-дуговой наплавкой сварочных валиков из проволоки с памятью формы, с шагом, равным 1-3 диаметра проволоки. Технический результат заключается в получении незагрязненного слоя материала с памятью формы на валу и увеличении скорости наплавки.Known patent RU 22449731 from 14.08.2003 "Method of fastening on a hollow shaft of mating parts" , where the invention relates to mechanical engineering and can be used for detachable connections of the shaft-sleeve type. In the method of fixing mating parts on a hollow shaft, mainly of the type of gears, pulleys, half-couplings and bushings, a functional material 2 with a shape memory effect is applied to the seats of shaft 1, the resulting layer is machined to the required size, vacuum annealing of parts, cooling to low temperatures using liquid nitrogen, which is used to fill the inner cavity of the shaft, rolling the applied layer with rollers, removing liquid nitrogen and heating the shaft to the end of the reverse martensitic transformation. The functional material is applied by argon-arc surfacing of welding beads from wire with shape memory, with a step equal to 1-3 wire diameters. The technical result consists in obtaining an uncontaminated layer of material with shape memory on the shaft and increasing the deposition rate.

Известен патент на изобретение RU 2393370 «Способ закрепления на валу сопрягаемых цилиндрических деталей» от 04.08.2008 г., где изобретение относится к способам закрепления на валу сопрягаемых цилиндрических деталей и может быть использовано для закрепления зубчатых колес, шкивов, полумуфт, втулок с целью передачи крутящего момента. Способ включает нанесение слоя функционального материала, обладающего эффектом памяти формы, на посадочные места вала. После чего проводят механическую обработку нанесенного слоя до требуемого размера, его вакуумный отжиг, охлаждение до комнатной температуры с последующим понижением температуры путем охлаждения нанесенного слоя жидким азотом и обкатку нанесенного слоя при этой температуре охлаждения роликами в радиальном направлении. Далее осуществляют посадку деталей на посадочное место вала и нагревание вала до температуры конца обратного мартенситного превращения. При этом слой функционального материала наносят путем плазменной наплавки следующей смеси порошков, мас.%: никель 56-59, алюминий 23-26, железо 16-20, имеющих размер 90-120 нм. Технический результат - исключение смешивания материала покрытия и материала вала.Known patent for the invention RU 2393370 "Method of fixing on the shaft of mating cylindrical parts" dated 04.08.2008, where the invention relates to methods of fixing on the shaft of mating cylindrical parts and can be used to fix gears, pulleys, half-couplings, bushings for the purpose of transmission torque. The method includes applying a layer of a functional material with a shape memory effect to the shaft seats. After that, the applied layer is mechanically processed to the required size, its vacuum annealed, cooled to room temperature, followed by lowering the temperature by cooling the applied layer with liquid nitrogen and rolling the applied layer at this cooling temperature with rollers in the radial direction. Next, the parts are seated on the shaft seat and the shaft is heated to the temperature of the end of the reverse martensitic transformation. In this case, a layer of functional material is applied by plasma surfacing of the following mixture of powders, wt%: nickel 56-59, aluminum 23-26, iron 16-20, having a size of 90-120 nm. The technical result is the elimination of mixing of the coating material and the shaft material.

Известен патент на изобретение RU 2253764 «Способ соединения вала со ступицей колеса и предохранительное шпоночное соединение для него» от 03.03.2003 г., где изобретение относится к общему машиностроению. Способ соединения вала со ступицей колеса включает выполнение шпоночного паза в ступице колеса и сборку. Перед сборкой проводят пластическое деформирование шпонки при криогенной температуре на величину проявляемого эффекта памяти формы материала шпонки. После сборки осуществляют естественный нагрев шпонки до температуры окружающей среды. Предохранительное шпоночное соединение состоит из шпонки, вала и ступицы колеса, в которой выполнен шпоночный паз. Шпонка содержит поверхностный слой из материала с эффектом памяти формы и имеет призматическую форму, причем сопряжение шпонки и вала выполнено по скользящей посадке. В результате шпоночное соединение работает без разрушения шпонки, упрощается конструкция шпоночного соединения, повышается его прочность и долговечность.Known patent for invention RU 2253764 "Method of connecting the shaft to the wheel hub and the safety key connection for it" dated 03.03.2003, where the invention relates to general mechanical engineering. The method of connecting the shaft to the wheel hub includes making a keyway in the wheel hub and assembling. Before assembly, plastic deformation of the key is carried out at cryogenic temperature by the value of the manifested shape memory effect of the key material. After assembly, the key is naturally heated to ambient temperature. The safety keyway consists of a key, a shaft and a wheel hub, in which a keyway is made. The key contains a surface layer of a material with a shape memory effect and has a prismatic shape, and the mating of the key and the shaft is made on a sliding fit. As a result, the keyed connection works without destroying the key, simplifying the design of the keyed connection, increasing its strength and durability.

В качестве недостатков приведенных аналогов – трудоемки, не технологичны, не приведены результаты и не говорится об ожидаемом эффекте повышения усталостной прочности.The disadvantages of these analogs are laborious, not technologically advanced, results are not given and the expected effect of increasing fatigue strength is not mentioned.

Известен патент на изобретение RU 2167754 «Соединение деталей, работающих в условиях переменного консольного изгиба» от 06.05.1991 г., где изобретение относится к неразъемным соединениям типа «вал-втулка», используемым в механосборочном производстве. Соединение содержит охватываемую деталь с цилиндрической сопрягаемой поверхностью и охватывающую деталь с сопрягаемой поверхностью в виде обратного конуса и элемент фиксации деталей в виде слоя анаэробного клея-герметика, размещенного на сопрягаемой поверхности охватываемой детали, а шероховатость на сопрягаемой поверхности охватываемой детали на два класса грубее шероховатости сопрягаемой поверхности охватывающей детали. Упрощается сборка и упрочняется соединение за счет самозатягивания деталей.Known patent for invention RU 2167754 "Connection of parts operating in conditions of variable cantilever bending" from 06/05/1991, where the invention relates to one-piece connections of the "shaft-sleeve" type used in mechanical assembly production. The connection contains a male part with a cylindrical mating surface and a female part with a mating surface in the form of an inverse cone and an element for fixing parts in the form of a layer of anaerobic adhesive sealant placed on the mating surface of the male part, and the roughness on the mating surface of the male part is two classes coarser than the roughness of the mating surface of the enclosing part. The assembly is simplified and the connection is strengthened due to the self-tightening of the parts.

В качестве недостатка – клей-герметик является менее прочным, чем металл, что снижает прочность соединения.As a disadvantage, the adhesive sealant is less durable than metal, which reduces the strength of the joint.

Известно авторское свидетельство на изобретение SU 1792818 «Способ неподвижного соединения деталей типа вал-втулка» от 12.05.1991 г., в котором решение включает в себя нагрев втулки, установку ее на вал, пластическое деформирование втулки, охлаждение соединенных деталей, при этом за счет заполнения металлом втулки впадин неровностей наружной поверхности вала перед нагревом втулки на поверхности вала обеспечивают шероховатость с высотой неровностей 40-160 мкм.Known inventor's certificate SU 1792818 "Method of fixed connection of parts of the shaft-sleeve type" dated 05/12/1991 , in which the solution includes heating the sleeve, installing it on the shaft, plastic deformation of the sleeve, cooling the connected parts, while filling of the bushing with metal of the cavities of the roughness of the outer surface of the shaft before heating the bushing on the surface of the shaft provide roughness with a height of irregularities of 40-160 microns.

Данное решение было взято в качестве прототипа.This solution was taken as a prototype.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

В основу настоящего изобретения положена задача создания способа формирования прессовых соединений.The present invention is based on the problem of creating a method for forming press joints.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении настоящего изобретения, является повышение усталостной прочности вала прессовых соединений.The technical result achieved with the implementation of the present invention is to increase the fatigue strength of the press joint shaft.

Дополнительным техническим результатом от использования изобретения является повышение надежности прессовых соединений.An additional technical result from the use of the invention is an increase in the reliability of press connections.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе формирования прессовых соединений, включающем в себя нагрев посадочного элемента до необходимой температуры с последующей посадкой нагретого посадочного элемента на принимающий элемент, дополнительно, перед нагревом посадочного элемента, создают шероховатость на контактирующей поверхности посадочного или принимающего элемента.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of forming press joints, which includes heating the landing element to the required temperature followed by fitting the heated landing element onto the receiving element, in addition, before heating the landing element, a roughness is created on the contacting surface of the landing or receiving element.

В частности, в качестве посадочного элемента используют втулку.In particular, a sleeve is used as the seat.

В частности, в качестве посадочного элемента используют колесо.In particular, a wheel is used as the seat.

В частности, в качестве посадочного элемента используют шестерню.In particular, a gear is used as a seating element.

В частности, в качестве посадочного элемента используют трубу.In particular, a pipe is used as the seat.

В частности, в качестве принимающего элемента используют ось.In particular, an axis is used as the receiving element.

В частности, в качестве принимающего элемента используют вал.In particular, a shaft is used as the receiving element.

В частности, в качестве принимающего элемента используют трубу.In particular, a pipe is used as the receiving element.

В частности, необходимую температуру выбирают такой, при которой посадочный элемент может расшириться под ее воздействием.In particular, the required temperature is chosen such that the landing element can expand under its influence.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Настоящий способ формирования прессовых соединений характеризуется последовательностью действий, направленных на повышение усталостной прочности вала прессовых соединений и надежности прессовых соединений.The present method of forming press joints is characterized by a sequence of actions aimed at increasing the fatigue strength of the press joint shaft and the reliability of press joints.

Заявленный способ формирования прессовых соединений может быть применен в железнодорожной сфере, например, при сборке колесной пары для вагонной или локомотивной тележки и состоит из следующих этапов:The claimed method of forming press connections can be applied in the railway industry, for example, when assembling a wheelset for a wagon or locomotive bogie and consists of the following steps:

Этап 1: Создают шероховатость на одной из контактирующих поверхностей, например на принимающем элементе – оси колесной пары, известным способом, например:Stage 1: Create roughness on one of the contacting surfaces, for example, on the receiving element - the axle of a wheelset, in a known way, for example:

а) накаткой деформирующим устройством;a) by rolling with a deforming device;

б) нанесением абразивного порошка;b) applying an abrasive powder;

в) электроискровым способом.c) electric spark method.

Этап 2: Посадочный элемент - колесо нагревают до температуры, обеспечивающей посадку на принимающий элемент - ось.Stage 2: Landing element - the wheel is heated to a temperature that ensures landing on the receiving element - the axle.

Этап 3: Насаживают нагретый посадочный элемент на принимающий элемент. В данном случае, нагретое колесо насаживают на ось, которое, при остывании, сжимает ось в радиальном направлении, а также, за счет созданной шероховатости контактирующей поверхности сжимает ось и в осевом направлении. Сжатие оси колесом создаёт на оси благоприятные при эксплуатации остаточные напряжения сжатия в осевом и радиальном направлениях, обеспечивающие повышение усталостной прочности вала прессовых соединений и надежности прессовых соединений.Step 3: The heated seat is pushed onto the receiving member. In this case, the heated wheel is mounted on the axle, which, when cooled, compresses the axle in the radial direction, and also, due to the created roughness of the contacting surface, compresses the axle in the axial direction. Compression of the axle by the wheel creates on the axle favorable residual compressive stresses in the axial and radial directions, which increase the fatigue strength of the press joint shaft and the reliability of the press joints.

Стоит отметить, что данное сочленение приобретает прочность монолитной конструкции, что исключает возможность схода колеса с оси во время эксплуатации.It is worth noting that this joint acquires the strength of a monolithic structure, which excludes the possibility of the wheel coming off the axle during operation.

Заявленный способ формирования прессовых соединений может быть широко применен в машиностроении.The claimed method of forming press joints can be widely used in mechanical engineering.

Claims (9)

1. Способ формирования прессовых соединений, включающий в себя нагрев посадочного элемента до необходимой температуры, создание шероховатости на контактирующей поверхности посадочного или принимающего элемента с последующей посадкой нагретого посадочного элемента на принимающий элемент, отличающийся тем, что шероховатость создают путем накатки деформирующим устройством, нанесением абразивного порошка или электроискровым способом.1. A method of forming press joints, which includes heating the landing element to the required temperature, creating roughness on the contacting surface of the landing or receiving element, followed by fitting the heated landing element on the receiving element, characterized in that the roughness is created by rolling with a deforming device, applying an abrasive powder or electrospark method. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве посадочного элемента используют втулку.2. A method according to claim 1, characterized in that a sleeve is used as the seat. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве посадочного элемента используют колесо.3. The method according to claim 1, characterized in that a wheel is used as the landing element. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве посадочного элемента используют шестерню.4. The method according to claim 1, characterized in that a gear is used as the seating element. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве посадочного элемента используют трубу.5. The method according to claim 1, characterized in that a pipe is used as the seating element. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве принимающего элемента используют ось.6. The method according to claim 1, characterized in that an axis is used as the receiving element. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве принимающего элемента используют вал.7. The method according to claim 1, characterized in that a shaft is used as the receiving element. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве принимающего элемента используют трубу.8. The method according to claim 1, characterized in that a pipe is used as the receiving element. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что необходимую температуру выбирают такой, при которой посадочный элемент может расшириться под ее воздействием.9. The method according to claim 1, characterized in that the required temperature is chosen such that the landing element can expand under its influence.
RU2020136519A 2020-11-06 2020-11-06 Method for forming press joints RU2751724C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020136519A RU2751724C1 (en) 2020-11-06 2020-11-06 Method for forming press joints

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020136519A RU2751724C1 (en) 2020-11-06 2020-11-06 Method for forming press joints

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2751724C1 true RU2751724C1 (en) 2021-07-16

Family

ID=77019625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020136519A RU2751724C1 (en) 2020-11-06 2020-11-06 Method for forming press joints

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2751724C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782941C1 (en) * 2021-10-28 2022-11-07 Общество с ограниченной ответственностью «Иваницкий и партнеры» Method for application of abrasive material to shaft during formation of shaft-sleeve connection with guaranteed tension

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU206537A1 (en) * П. И. Орро, М. Б. Рогов, Е. А. Резников, Ю. Комаровский METHOD OF CONNECTING DETAILS
SU1129047A1 (en) * 1982-07-30 1984-12-15 Производственное Объединение "Ворошиловградский Тепловозостроительный Завод Им.Октябрьской Революции" Method of assembling locomotive wheel pair
SU1199558A1 (en) * 1983-12-05 1985-12-23 Дальневосточное высшее инженерное морское училище им.адм.Г.И.Невельского Method of making interference fit of shaft-bush type components
UA19861A (en) * 1990-05-12 1997-12-25 Нижньодніпровський Трубопрокатний Завод Ім. Карла Лібкнехта method of fixed connection of components of “shaft-bushing” type
EP1387102A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-04 Robert Bürgler Press-on shaft-hub connection
RU2393370C2 (en) * 2008-08-04 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") Procedure for fixing mating cylinder parts on shaft

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU206537A1 (en) * П. И. Орро, М. Б. Рогов, Е. А. Резников, Ю. Комаровский METHOD OF CONNECTING DETAILS
SU1129047A1 (en) * 1982-07-30 1984-12-15 Производственное Объединение "Ворошиловградский Тепловозостроительный Завод Им.Октябрьской Революции" Method of assembling locomotive wheel pair
SU1199558A1 (en) * 1983-12-05 1985-12-23 Дальневосточное высшее инженерное морское училище им.адм.Г.И.Невельского Method of making interference fit of shaft-bush type components
UA19861A (en) * 1990-05-12 1997-12-25 Нижньодніпровський Трубопрокатний Завод Ім. Карла Лібкнехта method of fixed connection of components of “shaft-bushing” type
EP1387102A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-04 Robert Bürgler Press-on shaft-hub connection
RU2393370C2 (en) * 2008-08-04 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") Procedure for fixing mating cylinder parts on shaft

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782941C1 (en) * 2021-10-28 2022-11-07 Общество с ограниченной ответственностью «Иваницкий и партнеры» Method for application of abrasive material to shaft during formation of shaft-sleeve connection with guaranteed tension

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4807351A (en) Method for attaching an end-fitting to a drive shaft tube
US8282305B2 (en) Ball sleeve joint and process for manufacturing same
US4915536A (en) Modular yoke end
US3668918A (en) Method for manufacturing shafts for vehicles
WO2007066634A1 (en) Process for manufacturing raceway ring member as constituent of roller bearing unit for wheel support
RU2751724C1 (en) Method for forming press joints
KR101267944B1 (en) Shift joint of steering system for vehicles and manufacturing method thereof
US20100158423A1 (en) Bearing unit, preferably, wheel bearing unit for a motor vehicle, and method for producing a bearing unit
CN108351012B (en) Connecting assembly and method for producing a connecting assembly
US2133313A (en) Hose coupling and method of making same
JP4425652B2 (en) Wheel bearing device and manufacturing method thereof
CN109648254B (en) Preparation method of antifriction washer for automobile drive shaft assembly
US11885379B2 (en) Device for connecting a toothing part to a shaft for conjoint rotation with the latter, method for producing such a device, and angular gear
US20240157465A1 (en) Method for manufacturing shaft
JP2014091125A5 (en)
CN107848009B (en) Steering drag link or track rod with one-piece connecting piece
WO2011155434A1 (en) Ring member for rolling bearing raceway ring and rolling bearing
JP2005146313A (en) Power transmission shaft
US1272581A (en) Car-axle and method of repairing car-axles.
JPH05223117A (en) Counter shaft and manufacture thereof
US20220258287A1 (en) Metal member joining method and joining structure
US10125824B2 (en) Multi-piece driveshaft assembly
JP4554299B2 (en) Method for manufacturing hollow power transmission shaft
JPS6033847A (en) Production of driving shaft having high torsional strength
CN113814551B (en) Method for the production of a closed hollow shaft in a form-fitting manner with a friction-welded sealing pin