SU1742024A1 - Способ монтажа эластичной кольцевой детали на базовую поверхность - Google Patents

Abstract

Использование: контроль в машиностроении . Сущность изобретени : деталь деформируют центробежными силами при вращении, нагревают до температуры не более предельной ТПр температуры эксплуатации эластомерного материала (0,6- 0,95)ТПр Затем деталь устанавливают на базовую поверхность и охлаждают до температуры (6-10)°С 1 з п. ф-лы 7 ил., 2 табл

Description

Изобретение относитс  к сборочным процессам ипи операци м контрол  в машиностроении , преимущественно к монтажу эластичной кольцевой детали на базовую поверхность, уплотн емую или измерительную .

Известен способ монтажа эластичной кольцевой детали на базовую поверхность, заключающийс  во вращении эластичной кольцевой детали вместе с исполнительным механизмом со скоростью, обеспечивающей деформацию кольцевой детали центробежными силами до диаметра базовой поверхности, подаче деформированной детали и последующей установке на базовую поверхность.

Недостатком этого способа  вл етс  низка  надежность процесса.

После загрузки эластичной детали на неподвижный исполнительный механизм дл  осуществлени  ее деформации деталь необходимо удерживать, что может быть достигнуто при наличии базирующих органов. Возникает опасность касани  вращающихс  с высокой угловой скорсстью(свыше 2000 ) базирующих элементов с неподвижной базовой поверхностью, В приведенном способе дл  осуществлени  посто нного контакта с исполнительным механизмом TO/H-XL по наружной поверхности деталь необходимо вращать вокруг ее оси. Это может быть достигнуто лишь при отсутствии зазора между наружной поверхностью эластичной детали и поверхност ми базирующих органов в процессе монтажа, что создает трудности и при загрузке Дл  установки детали на базовую поверхность в известном способе необходимо полностью прекращать вращение исполнительного механизма, так как в противном случае может вновь произойти его касание с базовой поверхностью.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ монтажа, который заключаетс  в предварительном деформировании элостичной кольцевой детали центробежными силами при вращении и установке ее на базовую поверхность.

-ч

ю о

I

Однако и этот способ, упрощающий процесс загрузки эластичной детали, в целом характеризуетс  низкой надежностью процесса, так как необходимо вращать исполнительный механизм с высокими угловыми скорост ми, принимающими два различных значени .

Дл  подачи эластичной детали на базовую поверхность создают ее равномерное раст жение путем вращени  детали с большой угловой скоростью со. Затем дл  установки на базовую поверхность обеспечивают неравномерную деформацию, близкую к овальной форме за счет незначительного снижени  скорости вращени  - примерно до 0,8 со. Отсюда следует и другой недостаток, еще больше снижающий надежность процесса - необходимость управлени  формой деформации эластичной детали через изменение угловой скорости, во всех случа х на этапах монтажа остающейс  весьма высокой.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности процесса монтажа за счет создани  условий, обеспечивающих требуемые деформации при значительно меньших угловых скорост х.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что эластичную кольцевую деталь перед ее установкой на базовую поверхность нагревают до температуры Ti, не превышающей предельную температуру ТПр экслуатации эластомерного материала, а после установки охлаждают до температуры 6-10°С.

Предполагаемый способ про вл ет новые технические свойства. Эти свойства выражены в возможности получени  более низких скоростей вращени  эластичной кольцевой детали дл  получени  двух требуемых форм деформаций на этапах монтажа детали на базовую поверхность.

Первое свойство. Угловую скорость дл  равномерного раст жени  детали центробежными силами можно снизить повышением температуры. Снижение требуемой скорости вращени  достигаетс  за счет изменени  физико-механических характеристик эластомера-материала кольцевой детали, так как при нагреве детали уменьшаетс  модуль упругости. Здесь про вл етс  и другое важное свойство. По вл етс  возможность, измен   температуру, управл ть модулем упругости материала и тем самым при посто нной более низкой скорости вращени  управл ть формой деформированной центробежными силами кольцевой детали.

Таким образом, дл  подачи на базовую поверхность кольцевую деталь нагревают

перед ее установкой на базовую поверхность . Дл  установки на базовую поверхность достаточно, оставив значение угловой скорости прежним, понизить температуру,

увеличив модуль упругости, и тем самым получить другую форму кольцевой детали, близкую к овальной.

В известном способе управление формой эластичной кольцевой детали осуществл ют при ее вращении, с угловыми скорост ми разной, но весьма большой величины . Поэтому процесс монтажа характеризуетс  низкой надежностью.

На фиг. 1-4 изображены последовательные стадии процесса монтажа эластичной кольцевой детали на базовую поверхность; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение Б-Б на фиг. 4; на фиг. 7 - зависимости модул  упругости эластомера от температуры .

Эластичную кольцевую деталь 1 нагревают до температуры Ti(0,6...0,95)Tnp (ТПр - предельна  температура эксплуатации эластомерного материала) на позиции захвата

2,  вл ющейс  нагревателем. Затем на позицию захвата 2 подают вращающийс  исполнительный механизм 3. Вращающимс  исполнительным механизмом 3 захватывают деталь 1 (фиг. 2). При этом эластична 

деталь 1 равномерно раст гиваетс  (фиг. 5) дл  последующей подачи на базовую поверхность 4. Значение необходимой частоты может быть рассчитано по формуле

О)

4

д/уЕ

D + 2 A-di

(D +2 A)2di из которой видна зависимость ш от Е

(О

40

ш

где

К 2 jfg/y

D +2 Д-di (D +2 A)2di

Ф

где g - ускорение свободного падени ;

у- удельный вес материала;

Е - модуль упругости материала эла- стичной детали;

D -диаметр базовой поверхности;

di - внутренний диаметр недеформированной кольцевой детали;

А- технологический зазор при монта- же.

В работе (см. Пиранков В.К., Елькин А. И. Вли ние температуры на мдионные свойства уплотнительных колец при возвратно-поступательном движении //Каучук и оезина, - 1975.-Ns2.-c.35-37) вы влены

зависимости динамического модул  сдвига G от температуры Т. По этим;а также дополнительным данным, полученным экспериментальным путем вы влены зависимости Сот Т дл  резин В-14-1 и ВРГ-14 на основе бутадиен-нитрильного каучука СКН-18. Известно соотношение между модулем упругости G и модулем упругости первого рода Е дл  несжимаемых материалом

В табл. 1 показана зависимость динамического модул  упругости Ed резины от температуры ,

Из табл, 1 видно, что динамический модуль упругости уменьшаетс  с увеличением температуры. Причем уменьшение это достаточно эффективно.

Например, дл  резины марки ВРГ-14

Ед(120°)/Ед(20°)0,59.

Поэтому с учетом (2) и K const

(О (120°) 0(20°). f(X59 ) 0,77 ш (20°).

Осуществление нагрева перед захватом или деформированием эластичной детали 1 повышает надежность процесса монтажа, так как позвол ет уменьшить угловую скорость ш исполнительного механизма 3 дл  равномерного раст жени  детали 1. Дальнейшее увеличение температуры Тч ограничиваетс  значением ТПр, при котором еще допустимо эксплуатировать эластичную деталь 1. Поэтому нагрев осуществл ют до температуры, близкой к ТПр, т. е. (0,6- 0,95)ТПР.

При значени  ,6Tnp низка эффективность уменьшени  модул  упругости. При ,95 ТПр. велика опасность перегрева детали и преждевременного выхода ее из стро .

Поддержива  температуру TL подают эластомерную деталь 1 исполнительном механизмом 3 на базовую поверхность 4 (фиг. 3). Затем в момент установки охлаждают эластомерную деталь 1 на позиции 5 монтажа ,  вл ющейс  охладителем (фиг. 4). При охлаждении материала динамический модуль упругости возрастает и значени  со уже недостаточно дл  равномерного раст жени  эластомерной детали 1. Деталь 1 принимает форму, близкую к овальной (фиг. 6), охватывает базовую поверхность 4 и устанавливаетс  на базовую поверхность. Если обеспечить Т2(0,3...0,5) Тком, ТКом 18-20°, т. е. при 6-10°С, не потребуетс  снижать угловую скорость, так как модуль упругости при этом возрастает (фиг. 7).

Значение (0,3-0,5) ТКом введено дл  увеличени  надежности процесса.

Изменением температуры, таким образом , можно управл ть формой эластомерной детали при ее деформировании центробежными силами.

Пример. Производитс  монтаж эластомерной кольцевой детали-употнительно- го кольца на базовую цилиндрическую

поверхностьЈ 22Н8. Марка материала (резины ) ВРГ-14.

Данные дл  расчета представлены в табл.2.

По расчетам, согласно (2) К 1,13 const.

Деформирование центробежным способом эластичного кольца провод т исполнительным механизмом, включающим быстроходную воздушную микротурбину, в двух температурных режимах.

1. Без нагрева кольца, . При этом частота вращени , при которой кольцо равномерно раст гиваетс , близка к с .

2. С нагревом кольца в масл ной ванне до Т 120°С (что соответствует 0,8 ТПр дл  таких резин). В этом случае кольцо равномерно раст гиваетс  при OЈ-i4400 .

То есть расчеты полностью согласуютс 

с экспериментом.

В отличие от известных предлагаемый способ позвол ет повысить надежность процесса монтажа при деформировании эластомерной детали центробежными силами принципиально новым путем. Более высокий положительный эффект достигаетс  тем, что дл  равномерной деформации эластичной детали за счет нагрева требуетс  значительно меньша  углова  скорость.

Предлагаемый способ может быть реализован более надежными и простыми исполнительными механизмами.

Дл  установки детали на базовую поверхность за счет ее охлаждени  требуетс 

значительно более высока  скорость, при которой форма кольцевой детали близка к овальной. Таким образом, значение двух скоростей на этапах монтажа при изменении температур, вли ющих на физико-механические свойства материала, могут быть максимально сближены и даже приравнены друг к другу.

Возможность осуществлени  деформации центробежными силами со значительно

меньшей угловой скоростью и отсутствие необходимости измен ть эту скорость в процессе монтажа особенно благопри тна дл  условии ™ б кого производства, что обеспечивает высокий экономический эффект.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ монтажа эластичной кольцевой детали на базовую поверхность, заключающийс  в предварительном деформировании эластичной кольцевой детали центробежными силами при вращении и установке ее на базовую поверхность, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности процесса,эластичную кольцевую деталь

   0

   перед ее установкой на базовую поверхность нагревают до температуры Ti, не превышающей предельную температуру ТПр эксплуатации эластомерного материала, а после установки охлаждают до температуры (б-10)°С.
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что эластичную кольцевую деталь нагревают до температуры Ti(0,6-0,95)Tnp,

   Таблица 1

   Таблица 2

   Фиг. 2

   т

   CM

   о

   CM

   т г