SU1092030A1

SU1092030A1 - Sleeve restoring method

Info

Publication number: SU1092030A1
Application number: SU823496689A
Authority: SU
Inventors: Олег Игоревич Кузьменков; Василий Иванович Остапенко; Александр Емельянович Маркович; Владимир Леонидович Басинюк; Николай Константинович Кривенко; Анатолий Андреевич Кот
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт угольного машиностроения
Priority date: 1982-10-11
Filing date: 1982-10-11
Publication date: 1984-05-15

Abstract

1. СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГИЛЬЗ, включающий в себ установку компенсирующей втулки в отверстие восстанавливаемой гильзы и последующую калибровку внутренней поверхности втулки пластическим деформированием, отличающийс тем, что, с целью расширени технологических возможностей и повышени размерной точности, перед установкой компенсирующей втулки ее наружную поверхность покрывают слоем самофлюсующегос припо , а после установки гильзу на гоевают до темпеоатуры плавлени припо , поичем калибоовку осуществл ют дерном с выступом на торце и после окончани калибровки дорн запрессовывают в гильзу.1. A METHOD FOR RESTORING A PIPE, which includes installing a compensating sleeve in the opening of the sleeve to be repaired and then calibrating the inner surface of the sleeve with plastic deformation, characterized in that, in order to expand technological capabilities and increase dimensional accuracy, before installing the compensating sleeve, its outer surface is covered with a self-plating layer solder, and after installation, the liner is molded to the melting temperature of the solder, and the calibration is carried out by sod with a protrusion at the end and after the end of the calibration mandrel is pressed into the sleeve.

Description

2. Способ поп. 1, отличающ и и с тем, что толщину стенки кo meнcиpyющeй втулки определ ют п зависимости . (2. The way pop. 1, which is also distinguished by the fact that the wall thickness of the compensating sleeve is determined by n dependences. (

/-f{.u,) ,/-f{.u,)

f - толщина стенки втулки-, f is the wall thickness of the sleeve-,

где R - наружный радиус гильзы;where R is the outer radius of the liner;

внутренний радиус гильзы; суммарные величины износа и припуска на механическую обработку восстановленных наружной и внутренней поверхности гильзы .inner liner radius; total values of wear and machining allowance of the restored outer and inner surfaces of the liner.

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, а именно к способам восстановлени гильз раздачей.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular, to methods for the recovery of liners by dispensing.

Известен способ раздачи гильз волочением в гор чем состо нии, в котором волока с конической заборной частью прот гиваетс сквозь трубу. Б процессе обработки изношенный наружный диаметр гильзы может быть увеличен до требуемой величины, что позвол ет восстанавливать его начальные размеры Cl.There is a known method of distributing sleeves by drawing in a hot state in which a die with a conical intake part is drawn through a pipe. During processing, the worn out outer diameter of the liner can be increased to the required size, which allows its initial dimensions to be restored to Cl.

Недостатками данного способа вл ютс уменьшение после обработки толщины стенки и ее длины, невозможность увеличени наружного диаметра у глухих торцов деталей типа гильз с шаровым хвостовиком.The disadvantages of this method are the reduction after processing of the wall thickness and its length, the impossibility of increasing the outer diameter at the blind ends of parts such as sleeves with a ball shank.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению вл етс способ восстановлени изношенной поверхности детали , включающий в себ установку компенсирующей втулки в отверстие восстанавливаемой детали и последующую калибровку внутренней поверхности : втулки пластическим деформированием С2 .The closest to the proposed invention is a method of restoring a worn-out part surface, including the installation of a compensating sleeve in the hole of the restored part and the subsequent calibration of the inner surface: sleeve by plastic deformation C2.

Недостатком способа вл етс ограниченность применени .The disadvantage of the method is its limited use.

Цель изобретени - расширение технологических возможностей и повышение размерной точности гильз.The purpose of the invention is to expand the technological capabilities and increase the dimensional accuracy of the sleeves.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу восстановлени гильз, включающему в себ установку компенсирующей-втулки в отверстие восстанавливаемой гильзы и последующую калибровку внутренней поверхности втуЛки пластическим деформированием , перед установкой компенсирующей втулки ее наружную поверхность покрывают слоем самофлюсующегос припо , а после установки гильзу нагревают до температуры плавлени припо , причем калибровку осуществл ют дорном с выступом на торце, и после окончани калибровки дорн запрессовьгоают в гилзу .The goal is achieved in that according to the method of rebuilding sleeves, including installing a compensating sleeve in the hole of the restored sleeve and subsequent calibration of the inner surface of the sleeve by plastic deformation, before installing the compensating sleeve, its outer surface is covered with a layer of self-fluxing solder, and after installing the sleeve is heated melting of solder, whereby calibration is performed by a mandrel with a protrusion on the end, and after the calibration is completed, the mandrel t in Gilze.

Толщина стенки компенсирующей втулки определ етс по зависимости, мм:The wall thickness of the compensating sleeve is determined by the dependence, mm:

4(four(

Не ГЧ /Not MS /

.+4.. + 4.

сЛ гдеcw where

толщина стенки втулки; R наружный радиус гильзы; внутренний радиус гильзы; Г Л ,Д.суммарные величины износа . и припуска на механичгск то обработку восстановленныхsleeve wall thickness; R is the outer radius of the liner; inner liner radius; GL, D. total wear values. and allowances for mechanics then processing recovered

наружной и внутренней поверхностей гильзы. Дл восстановлени высокоточных тонкостенных гильз, износ которых по 0 наружной поверхности измер етс микронами , на внутреннюю поверхность гильзы нанос т слой порошка и после нагрева вьдерживают гильзу 50-60 с при посто нной температуре и раздают 5 дорном.outer and inner surfaces of the liner. To restore high-precision thin-walled liners, the wear of which by 0 on the outer surface is measured by microns, a layer of powder is applied onto the inner surface of the liner and, after heating, holds the liner 50-60 s at a constant temperature and is distributed by 5 turns.

Расширение технологических возможностей достигаетс вследствие того, что вставленна втулка (порошок, лента ) компенсируют уменьшение толщины 0 стенки гильзы и обеспечивает припуск на механическую обработку. Проталкивание дорна до торцовой поверхности глухого отверсти и раздача щарового хвостовика коническим щипом обеспе35 чивает увеличение диаметра гильзы со стороны глухого отверсти . Раздача гильзы в цилиндрической матрице обеспечивает увеличение ее длины и значительное повьш ение точности наружного диа40 метра, которьй после раздачи может практически подвергатьс только суперфинишной обработке.The expansion of technological capabilities is achieved due to the fact that the inserted sleeve (powder, tape) compensates for the reduction in thickness 0 of the liner wall and provides allowance for machining. Pushing the mandrel to the end surface of the blind hole and distributing the spherical shank with a conical pinch ensures an increase in the diameter of the sleeve from the side of the blind hole. The distribution of the sleeve in a cylindrical matrix provides an increase in its length and a significant increase in the accuracy of the outer diameter, which after distribution can practically undergo only superfinishing processing.

Вьдержка в течение 8-12 с дл растворени окисной пленки и последующа раздача компенсирующей втулки (ленты обуславливанвда высокие давлени в зоне контакта втулки (ленты) и гильзы обеспечивает высококачественное их соединение и исключает возникнове ние расслоений в процессе эксплуатации . Выдержка нагретой гильзы с порошковым покрытием внутренней поверхнос ти в течение 50-80 с необходима дл его спекани , а последующа операци выглаживани с раздачей дорном обеспечивает высокую сцепл емость с мате риалом гильзы и плотность нанесенного сло , практически не отличимую, от сплошного металла. На фиг. 1 изображена изношенна гильза с шаровым шарниром; на фиг. 2 то же, с втулкой (лентой, слоем поро ка)-, на фиг, 3 - момент нагрева гиль зы токами ТВЧ; на фиг. 4 - момент раздачи цилиндрической части гильзы кольцевым дорном с шипом; на фиг. 5 схема раздачи шарового хвостовика гильзы коническим шипом дорна; на фиг. 6 - восстановленна гильза; на фиг. 7 - схема устройства дл восста новлени гильзы. Предложенный способ осуществл етс в следующей последовательности. В предварительно отожженную до твердости менее 30HRC гильзу 1 с шаро вым хвостовиком 2 вставл ют компенсирующую втулку 3 из материала, идентичного или близкого по механическим свойствам к материалу гильзы 1. Наружную поверхность компенсирующейвтулки 3 покрывают самофлюсующимс припоем. Затем гильзу 1 нагревают токами ТВЧ при помощи индуктора 4 до температуры плавлени припо , но не ниже 0,8 температуры плавлени (дл . обеспечени пластичности металла в процессе обработки), вьщерживают 810 с дл втулки или ленты (дл растворени поверхностных окисных пленок) и 50-60 с дл спекани металлического порошка и раздают в цилиндрической части кольцевым дорном 5 с коничесКИМ шипом 6, толкаемым штоком 7. Цилиндрическую часть раздают до стенок матрицы 8 и немного удлин ют. После раздачи цилиндрической части конический шип 6 кольцевого дорна 5 запрессовывают в шаровой хвостовик 2 гильзы 1, раздава его до требуемого радиуса. Затем .шток 7, вход щий в отверстие гильзы 1 с зазором извлекают и гильзу выталкивают из матрицы толкателем 9 с пружиной 10. Дл обеспечени значительной разности механических свойств гильзы 1 и кольцевого дорна 5 последний во врем нагрева изолируют от гильзы 1 и индуктора 4 посредством разрезного пружинного кольца 11, расположенного в кольцевой канавке стакана 12 с радиальным зазором, достаточным дл разжимани кольца 11 при движении вниз кольцевого дорна 5 под действием штока 7. Дл того, чтобы исключить возможность по влени воздушной пробки , в кольцевом дорне 5 сделано сквозное отверстие 13. Пример. В гильзу с длиной цилиндрической части 40 мм, диаметром отверсти 24,02 мм и наружным диаметром 29,96 мм и радиусом сферы 14,97 мм из стали 45 вставл ют втулку из стали 45 с наружным диаметром 23,98 мм, внутренним диаметром 22,02 мм с покрытием по наружной поверхности самофлюсующимс припоем. Гильзу разогревают до , вставл ют в матрицу ЗО,4, после чего в нее запрессовывают на 40-тонном прессе кольцевой дорн с конической заборной частью и шипом длиной 21 мм и максимальным диаметром 8 мм. Дл исключени схватывани наружную поверхность гильзы покрывают графитовой смазкой. После запрессовки дорна наружный диаметр гильзы увеличилс на 0,42 мм; длина на 0,4 мм; радиус сферы до 15,19 мм. Минимальную толщину втулки (ленты) можно приблизительно рассчитать исход из допущени малости радиальных величин износов и припусков на механическую обработку по сравнению с радиусами, из следующих соотношений27ГРл - (-27(йл ;27ГгсА, де к - наружный радиус гильзы; внутренний радиус гильзы; суммарна величина износа и припуска на механическзпо обработку по наружной поверхности; суммарна величина износа и припуска на механическую обработку по внутренней поверхности; ( f- толщина стенки втулки. Отсюда fK.) S10 При нанесений порошка на внутреннюю поверхность эту величину необходимо увеличить на 1,2 в св зи с порис тостью и уплотнением в процессе обработки порошка, т.е. где о - толщина сло порошка. При исследовании сцепл емости втул ки и гильзы после завершени раздачи было зафиксировано практически биметаллическое соединение без несплошностей . Предложенный спосЪб не требует специального оборудовани и рациона0 лен дл восстановлени т желонагруженных деталей, работающих в услови х абразивного износа, в которых вследствие повьш1енных требований к износостойкости и высокой твердости поверхности невозможно использовать хромирование , никелирование и т.п. Обеспечение минимальные припусков на обработку наружных поверхностей исключает необходимость их цементировани после восстановлени . Предложенный способ может быть эффективно использован дл восстановлени цилиндрических деталей небольших диаметров гидросистем шахтного оборудовани .Release for 8-12 seconds to dissolve the oxide film and subsequent distribution of the compensating sleeve (the tape causes high pressures in the contact area of the sleeve (tape) and the sleeve to provide high quality connection and eliminates the appearance of delamination during operation. Holding the heated sleeve to powder inner coating the surface for 50-80 s is necessary for its sintering, and the subsequent smoothing operation with the distribution of the mandrel provides high adhesion to the liner material and the density applied This layer is practically indistinguishable from a solid metal. In Fig. 1 a worn sleeve with a ball joint is shown, and Fig. 2 is the same with a sleeve (tape, a layer of defect) -, in Fig. 3 - the moment of heating of the sleeve with currents Fig. 4 - the moment of distribution of the cylindrical part of the liner by an annular mandrel with a spike, in Fig. 5 the distribution scheme of the ball shank of the liner by the conical spike of the mandrel, in Fig. 6 - the restored sleeve, in Fig. 7 - a diagram of the device for restoring the liner. The proposed method is carried out in the following sequence. In a pre-annealed to hardness less than 30HRC sleeve 1 with a ball shank 2, a compensating sleeve 3 is made of a material that is identical or similar in mechanical properties to the material of the sleeve 1. The external surface of the compensating sleeve 3 is covered with self-fluxing solder. Then the sleeve 1 is heated by high-current currents using an inductor 4 to the melting temperature of the solder, but not lower than 0.8 melting temperature (to ensure the plasticity of the metal during processing), hold 810 s for the sleeve or tape (to dissolve the surface oxide films) and 50 -60 seconds to sinter the metal powder and distribute in the cylindrical part an annular mandrel 5 with a conical spike 6, pushed by a rod 7. The cylindrical part is distributed to the walls of the matrix 8 and is slightly elongated. After the distribution of the cylindrical part of the conical stud 6 of the annular mandrel 5 is pressed into the ball shank 2 of the sleeve 1, distributing it to the desired radius. Then, the rod 7 entering the opening of the sleeve 1 with a gap is removed and the sleeve is pushed out of the die by a pusher 9 with a spring 10. To ensure a significant difference in the mechanical properties of the sleeve 1 and the ring mandrel 5, the latter is isolated from the sleeve 1 and the inductor 4 by means of a split a spring ring 11 located in the annular groove of the cup 12 with a radial clearance sufficient to unclench the ring 11 when the annular mandrel 5 moves downward under the action of the rod 7. In order to eliminate the possibility of the appearance of an airlock and, a through hole 13 is made in the annular mandrel 5. Example. A sleeve with a radius of sphere of 14.97 mm from steel 45 is inserted into a sleeve with a cylindrical part length of 40 mm, an opening diameter of 24.02 mm and an outer diameter of 29.96 mm, with an outer diameter of 23.98 mm, an internal diameter of 22.9 02 mm coated on the outer surface with self-fluxing solder. The sleeve is heated up, inserted into the DF matrix, 4, after which an annular mandrel with a conical intake part and a spike of 21 mm length and a maximum diameter of 8 mm is pressed into it at a 40-ton press. To prevent gripping, the outer surface of the liner is coated with graphite grease. After pressing the mandrel, the outer diameter of the sleeve increased by 0.42 mm; length 0.4 mm; Sphere radius up to 15.19 mm. The minimum thickness of the sleeve (tape) can be approximately calculated based on the assumption of smallness of the radial values of wear and allowances for machining compared to the radii, from the following ratios 27 GRL - (-27 (il; 27 GgsA, de k - outer radius of the sleeve; internal radius of the sleeve; total the amount of wear and allowance for machining on the outer surface; the total amount of wear and allowance for machining on the inner surface; (f is the thickness of the wall of the sleeve. Hence fK.) S10 When applying the powder on the inside This value of the surface needs to be increased by 1.2 due to porosity and compaction during powder processing, i.e. where o is the thickness of the powder layer. In the study of the adherence of the sleeve and the sleeve, after the completion of dispensing, an almost bimetallic compound was detected without discontinuities. The proposed method does not require special equipment and is rationed to restore heavy loaded parts that work under conditions of abrasive wear, in which due to increased requirements for wear resistance and high second surface hardness can not use chrome plating, nickel plating, etc. Providing minimal allowances for the treatment of exterior surfaces eliminates the need for their cementation after restoration. The proposed method can be effectively used to restore cylindrical parts of small diameters of mine equipment hydraulic systems.

Claims

1. METHOD OF RESTORING CASES, which includes installing a compensating sleeve in the hole of the restored sleeve and subsequent calibration of the inner surface of the sleeve by plastic deformation, characterized in that, in order to expand technological capabilities and increase dimensional accuracy, before installing the compensating sleeve, its outer surface is covered with a layer of self-fluxing solder, and after installation of the sleeve on ** they are warmed up to the temperature of melting of the solder; tse and after calibration mandrel is pressed into the sleeve.

2. The method according to p. ^ Characterized in that the wall thickness of the compensating sleeve is determined by n> the dependence of o,.

where <3 is the wall thickness of the sleeve;

R is the outer radius of the sleeve;

G is the inner radius of the sleeve;

L. _у1 Δ ₂ - the total amount of wear and allowance for machining of the restored outer and inner surfaces of the liner.