SU1712107A1

SU1712107A1 - Устройство дл наплавки трением

Info

Publication number: SU1712107A1
Application number: SU904793708A
Authority: SU
Inventors: Виталий Макарович Овчинников; Наталья Витальевна Решетникова
Original assignee: Производственное Объединение "Электростальтяжмаш"
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-02-20
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение относитс к сварочному производству и может быть использовано дл ремонтно-восстановительной и износостойкой плоскостной наплавки цветными и черными металлами. Цель изобретени - повышение производительности и качества процесса наплавки, а также долговечности устройства. Образующие внутренней конусной рабочей поверхности профильной прижимной втулки в основании выполнены с переходом в плоскость, перпендикул рно оси цилиндрического отверсти , и наклонены под углом 18-22° относительно упом нутой оси. Высота конусной рабочей части втулки определ етс из заданного соотношени . Снижаетс интенсивность износа элементов устройства, обеспечиваетс непрерывность процесса. 1 ил.'

Description

(Л

с

тью профильной втулки, заклиниваетс в ее рабочем пространстве и привариваетс к поверхности конуса, что преп тствует нормальному протеканию процесса наплавки.

Другим недостатком устройства вл етс ограниченный срок эксплуатации профильной втулки, обусловленный интенсивным износом ее конусной рабочей части разогретым до высокой температуры пластически деформированным металлом наплавочного прутка.

Целью изобретени вл етс повышение производительности и качества наплавки железоуглеродистых сплавов, а также меди и ее сплавов на железоуглеродистую основу и повышение долговечности устройства .

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл наплавки трением, содержащем приводной полый шпиндель, механизм зажима и подачи наплавочного прутка и сменную профильную прижимную втулку, имеющую со стороны рабочего торца внутреннюю конусную рабочую часть, переход щую в осевое цилиндрическое отверстие, поверхность конусной рабочей части профильной прижимной втулки в основании выполнена с переходом в плоскость, перпендикул рную Ьси цилиндрического отверсти , при этом образующие конусной поверхности выполнены под углом 18-22° относительно упом нутой оси, а высота конусной рабочей части втулки выполнена исход из соотношени ,25 Дц.от.вт, где Дц.от.вт. - диаметр цилиндрического отверсти втулки, мм.

Такое конструктивное выполнение устройства дл наплавки т|эением позвол ет повысить производительность и качество наплавки железоуглеродистых сплавов, а также меди и ее сплавов на железоуглеродистую основу, кроме того, оно более долговечно . Это достигаетс благодар тому, что выполнение указанным образом поверхности конусной рабочей части профильной . прижимной втулки в основании позвол ет самопроизвольно распредел тьс металлу воротника по сечению рабочей части втулки в зависимости от степени его нагрева, т.е. металла, нагретый до более высокой температуры, как более пластичный, протекает дальше по высоте сечени , подпираемый сло ми менее нагретого и потому менее деформированного металла. В свою очередь, это увеличивает удельное давление прутка на деталь в зоне воротника, что приводит к интенсификации процесса переноса наплавл емого металла на деталь в зоне воротника, а это вызывает интенсификсацию процесса переноса наплавл емого металла на деталь, одновременно улучша их взаимное сцепление. Выполнение образующих конусной поверхности под углом 18-22° относительно оси цилиндрического отверсти втулки позвол ет до минимума снизить силу трени , т.е. величину усили взаимодействи движущихс частиц пластически деформируемых слоев металла с поверхностью конуса, и избежать приваривани этих слоев к поверхности втулки. Уменьшение этого угла приведет к заклиниванию деформированных слоев наплавочного прутка в зазоре между образующей конуса и поверхностью детали, а увеличение - к значительному абразивному износу профил втулки и выходу ее из стро . При ,этом при выдавливании металла воротника в зазор между упом нутой плоскостью и деталью одновременно с плавлением его нижних контактных слоев осуществл етс направленное пластическое деформирование верхних уже закристаллизовавшихс слоев по всей их ширине одновременно, что способствует получению более плотной и однородной структуры наплавленного металла с высокой степенью чистоты его наружной поверхности. Выбор высоты конусной рабочей части втулки согласно указанному соотношению обеспечивает после осадки полное заполнение полости рабочей части втулки прогретой частью прутка, выдвинутой из осевого цилиндрического отверсти втулки. Увеличение высоты рабочей части втулки приводит к утолщению металла воротника и снижению удельного давлени на его периферии и ухудшению качества наплавки, а ее уменьшение - к выходу части металла воротника за пределы втулки и соответственно к ухудшению качества наплавки.

На чертеже изображено устройство дл наплавки трением, разрез.

Устройство дл наплавки трением состоит из приводного полого шпиндел 1, механизма 2 зажима и подачи наплавочного прутка и закрепленной на нижней конце шпиндел 1 кольцевой оправки 3 со сменной профильной прижимной втулкой 4, имеющей со стороны рабочего торца внутреннюю конусную рабочую часть 5, переход щую в осевое цилиндрическое отверстие 6. Поверхность конусной рабочей части профильной прижимной втулки 4 в основании выполнена с переходом в плоскость 7, перпендикул рную оси цилиндрического отверсти 6, при этом образующие конусной поверхности выполнены под углом 1822° относительно упом нутой оси. Угол наклона образующих конусной поверхности ответствует двойному углу трени между

металлом втулки 4 и металлом наплавочного прутка (например, угол трени пары латуньсталь 9°, пары бронза - сталь 9°, пары чугун - сталь . Высота Н конусной рабочей части 5 втулки 4 определ етс из соотношени ,25 Дц.от.вт..

Устройство работает следующим образом .

Наплавочный пруток 8 вставл ют внутрь шпиндел 1 так, чтобы его конец выступал из втулки 4 на 18-20 см, зажимают с помощью механизма 2 и включают привод его вращени (не показан). Вращающийс наплавочный пруток 8 привод т в контакт с поверхностью наплавл емой детали 9 и прижимают с определенным усилием (как правило, 0,7-0,8 расчетного рабочего уси ли ). Как только торец прутка 8 прогреетс до необходимой температуры (10001100 С ), на нем начнет образовыватьс воротник 10, т.е. выдавленный из зоны контакта слой пластически деформированного металла прутка. В этот момент величину усили прижима прутка 8 довод т до расчетной и производ т осадку разогретого конца прутка 8, оставл рассто ние А между торцом втулки 4 и наплавочной деталью 9 в пределах 2-3 мм. Разогретый металл прутка при пластическом деформировании заполн ет полость конусной рабочей чдстй втулки 4 и технологический зазор А между торцом втулки 4 и деталью 9, прижимай Металл воротника 10 к поверхности детали 9, и начинаетс процесс наплавки. При этом объем выступающей из втулки 4 части Мё-. талла прутка 8 будет равен сумме полости конусной рабочей части втулки 4 и объема технологического зазора А между торцом втулки 4 и поверхностью детали 9, т.е. VK.n.p. VK.non. + VT.S.. где VK.n. - объе|Л выступающей части конца прутка, мм , VK.nofl. - объем конусной полости рабочей части втулки, не зан той телом наплавочного прутка, мм ; VT.S. - объем технологического зазора между торцом втулки и поверхностью детали, мм. Например, при Оц.от.вт. 20 мм, D 60 мм, Н 5ммиА 2 мм указанные объемы имеют следующие величины: Ут.з.;:5300 Ук.пол. 80 VK.np. 5300 + 980 6280 мм.

Следовательно, пластически деформированна разогрета часть прутка 8, заполнивша конусную полость рабочей части втулки 4 (Ук.пол.) и технологический зазор А (Vi.a.) будет посто нно поджиматьс дополнительно поступающими разогретыми сло ми металла. В результате этого металл

воротника 10 начинает выдавливатьс из зазора А, растека сь по поверхности детали в радиальном направлении от оси вращени прутка 8, зачища эту поверхность от загр знений и окислов и подготавлива к качественному проведению процесса наплавки.

Предложенное устройство дл наплавки трением по сравнению с известными более долговечно и позвол ет повысить

производительность и качество процесса наплавки благодар исключению интенсивного износа отдельных элементов устройства и обеспечению непрерывности процесса. Формул а изобретени

Устройство дл наплавки трением, содержащее приводной полый шпиндель, механизм зажима и подачи наплавочного прутка и сменную профильную прижимную втулку, имеющую со стороны рабочего торца внутреннюю конусную рабочую часть, переход щую в осевое цилиндрическое отверстие, отличающеес тем, что, с целью повышени производительности и качества наплавки железоуглеродистых

сплавов, а также меди и ее сплавов на железоуглеродистую основу и повышени долговечности устройства, поверхность конусной рабочей части профильной прижимной втулки в основании выполнена с переходом в

плоскость, перпендикул рную оси цилиндрического отверсти , при этом образующие конусной поверхности выполнены под углом 18-22° относительно упом нутой оси, а высота конусной рабочей части втулки выполнена исход из соотношени Н 0,25 Дц.от.вт., где Дц.от.вт. - диаметр цилиндрического отверсти втулки, мм.

Ю

Claims

Формула изобретения

25 Устройство для наплавки трением, содержащее приводной полый шпиндель, механизм зажима и подачи наплавочного прутка и сменную профильную прижимную втулку, имеющую со стороны рабочего тор30 ца внутреннюю конусную рабочую часгь, переходящую в осевое цилиндрическое отверстие, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и качества наплавки железоуглеродистых 35 сплавов, а также меди и ее сплавов на железоуглеродистую основу и повышения долговечности устройства, поверхность конусной рабочей части профильной прижимной втулки в основании выполнена с переходом в 40 плоскость, перпендикулярную оси цилиндрического отверстия, при этом образующие конусной поверхности выполнены под углом 18-22° относительно упомянутой оси, а высота конусной рабочей части втулки вы45 полнена исходя из соотношения Н = 0,25 Дц.от.вт., где Дц.от.вт. - диаметр цилиндрического отверстия втулки, мм.