SU969495A1 - Способ восстановлени изношенной внутренней цилиндрической поверхности,преимущественно стальных и чугунных деталей - Google Patents

Description

39 детали кепрерывно-последоватепьно вдоль оси детали. При создании градиента температур деталь нагревают, напрчимер, током высокой частоты, а охлаждают стру ми воды . Нагрев и охлаждение детали ведут в процессе перемещени  детали, относитель но источников со скоростью не более 3-4 мм/с, при этом температуру нагрева устанавливают не более 87О-920С. На фиг. 1 показана установка дл  ос ществлени  способа; на фиг. 2 - схема обработки детали при расположении источ ников нагрева и охлаждени  установки внутри детали; на фиг, 3 - то же, при р положении источника нагрева снаружи де тали, а источника охлаждени  внутри нее на фиг. 4 - то же, при расположении источников нагрева и охлаждени  снаруж детали; на фиг. 5 - эпюра температурног градиента; на фиг. 6 - график кривых из менений радиальной деформации Е детали типа гильзы цилиндров в зависимости от температуры т нагрева и скорости перемещени  V,MM/c. На фиг. 6 прин ты следующие o6t значени : кривые о, d, -б - гильзы типа ЯМЗ при скорости 0,75; 1,5; 8,Омм/с соответственно , крива  Т, - гильзы типа Катерпиллер при скорости V 0,75мм крива  9 - гильзь типа ГАЗ-51 при скорости V 1мм/с. Способ восстановлени  изношеннЬй внутренней цилиндрической поверхности преимущественно стальных и чугунных деталей типа гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорани  осуществл етс  путем создани  градиента температур посредством воздействи  на деталь 1 ис точника 2 нагрева и источника 3 охлаждени  (фиг. 2 - 4)j при этом градиент температур создают в стенке детали непрерывно-последовательно вдоль оси детали , нагрев осуществл ют, например, током высокой частоты (ТВЧ), а охлаждают , например, стру ми воды. При нагреве и охлаждении деталь 1 перемещают атносительно источников нагрева ТВЧ и охлаждени  со скоростью не более 3-4 мм/с, а температуру нагрева устанавливают при этом не более 870-920 С. В процессе восстановлени  в детали создаетс  осевой (по длине детали) температурный градиент большой крути ны путем ее непрерывно-последовательно го нагрева токами высокой частоты от 5 оответствующих источников нагрева генератора) и охлаждевгн  водой (фиг.5). На эпюре (фиг. 5) показано изменеие температурного пол  дТ на узком частке длины -iib детали 1 в виде цииндра . В практике дл  достижени  треуемой величины радиальной деформации участок нагрева Л. ot колеблетс  в пре- елах 2...4 мм и зависит в большей степени т скорости Упереметцени  детали отно- игельно источника нагрева. Перепад та пературы Д Т ° между хоодными и нагретыми участками и угол наклона оС (крутизна) завис т в основном от мощности источника нагрева, вы соты индикатора и скорости перемещени  детали относительно источника нагрева. В результате создани  температурного градиента возникают резко измен ющиес  ( как от точки к точке тела, так ив кажДОИ точке во времени) тепловые (термические ) напр жени . При этом в нагретых участках (на длине Ъ ) возникают окружные напр жени  сжати , а в холодных (за пределами участка ДЬ) - напр жени раст жени . Нагретые участки металла стрем тс  расщиритьс , но этому преп тствуют более холод11ые участки цилиндра , поэтому нагретые участки оказываютс  сжатыми, и, в свою очередь, дей ствуют на холодную часть цилиндра как симметрично приложенна  сила раст жени . Поскольку предел прочности металла с повышением температуры падает, то будет происходить деформаци  в сторону сжати , т.е. вовнутрь цилиндра. Непрерывно-последовательный нагрев и охлаждение осуществл ютс  при различном расположении .источников нагрева 2 и охлаждени  3 относительно детали 1: источники нагрева 2 и охлаждени  3 раог полагают внутри детали 1 (фиг. 2); источники нагрева и охлаждени  располагают снаружи детали (фиг. 4); источники нагрева располагают снаружи, а охлаждени  - внутри детали (фиг. 3). Результаты исследовани  показывают, что при создании в полой детали осевого температурного градиента ЛТ°/л1.в ней по вл етс  пластическа  деформаци  (уменьшение внутреннего диаметра). Пластическа  дeфopv aци  наблюдаетс  как у детали, изготовленной из чугуна, так и из стали. Величина деформации зависит от целого р да факторов, основтыми из которых  вл ютс  максимальна  температура нагрева и форма температурного пол  в детали, физико-механические свойства

материала детали, скорость перемещени  источников нагрева и охлаждени  относительно детали, геометрические размеры детали, интенсивность охлаждени  (фиг. 6). Дл  сравнени  представлены (фиг. 6) зависимости Е {7) дл  гильз с различными внутренними диаметрами 158мм (Катерпиллер), 130мм (ЯМЗ), 93мм (ГАЗ-53).

Полученна  величина деформации нилиндра позвол ет использовать предлагаемый способ дл  восстановлени внутре вей поверхности детали цилиндра типа гильз и др.

Величина деформации существенно не зависит от способа нагрева и охлаждени  цилиндра, т.е. от того, снаружи или изнутри нагреваетс  и охлаждаетс  деталь.

Дл  увеличени  производительности процесса теплового формоизменени  и в&личйны деформации детали желательно осуществл ть предварительный нагрев (до

120

93

О,45 О,95 О,7 Однако абсолютна  величина деформации полой детали из одного и того же материала с уменьшением диаметра будет меньше, поэтому применимость предлагае мого способа восстановлени  дл  детали малого диаметра зависит от того, какую величину деформации необходимо иметь, чтобы восстановить внутреннюю поверхность до требуемых характеристик. Наименьша  длина детали дл  восстано&лени  лимитируетс  возможностью создани  в ней осевого температурного град ента и зависит от примен емых источников нагрева и охлаждени . В случае применени  ТВЧ минимальна  высота равна 15...25 мм. Наибольша  длина детали, подвергаемой тепловому формоизменению, не лимитируетс . У гильз, например, цилиндров две высота невелика, и поэтому при пре варительном нагреве ее от того же источника тепла, она не успевает сильно остыть. Если же восстанавливаема  деталь очень длинна , тс дл  предваритель- :ного нагрева можно использовать второй источник нагрева, расположенный выше

температуры Т 50О...6ООС) особенно дл  цилиндров с большой толщиной стенки (свыше 15 мм).

Максимальна  величина относительной радиальной деформации детали за один цикл теплового воздействи  составл ет 0,45...0,95% (см. таблица) и не зависит от ее диаметр 1, так как величина тепловых . напр жений зависит только от 2; Е;лТ где , - относительна  деформаци ;

Т - начальный внутренний диаметр; дЗ)- абсолютна  величина уменьшени  внутреннего диаметра; с коэффициент температурного

расширени  материала детали, ЛТ - перепад температур между холодными и нагретыми участками детали; Е - модуль упругости материала

детали; лТ - разность температур.

130

15О

158

0,7

Claims (3)

1. 0,6 первого, например второй индуктор, газовую горелку. Если деталь по толщине стенки нагрета равномерно, т.е. радиальный градиент мал, то величина деформации Е мало зависит от толщины. При больших скорост х движени  детали относительно источника нагрева возникает неравномерность на- грева по толщине, и поэтому чем больше толщина стенки детали, тем меньше будет величина деформации (при одинаковых режимах теплового воздействи ). Дл  уменьшени  неравномерности нагрева детали по толщине можно использовать предварительный нагрев или двухсторонний нагрев (например наружным и внутренним индуктором), что позвол ет при тех же режимах (Т нагрева, V мм/с), дл  толстого цилиндра получить необходимую деформацию. Пример. Дл  обеспеченгш способа восстановлени  детали 1 используют специальную установку, в состав которой вход т источник 2 нагрева в виде одновиткового индуктора, ТВЧ, источник 3 охла- ждени , устройство 4 дл  врашенги  и перемещени  детали 1. Процесс осуществл етс  следующим образом. Чугунна  деталь - ги-льза дв гател  ЯМЗ с внутренним диаметром 13О мм, толщиной стенки 9 мм, высотой 287 мм, устанввливаётс  на стол уст ройства 4 вращени  и перемещени . Затем со скоростью 1,5 мм/с относител1#но индуктора гильза перемешаетс  с непрерывно-последовательным нагревом внутренней поверхности до и охлаждением стру ми воды с тед перату рой 2ОС и расходом 15 л/мин. При этом величина радиальной деформации Е составл ет в среднем 0,7 мм. Затрата подготовительного, основного и заключительного времени на восст ановление одной гильзы составл ет 2 мин. Предлагаемый способ восстановлени  д талей по сравнению с известным обесп ечивает качественное восстановление полых д талей из стали и чугуна, прост осущест влении, производителен, не требует дорогосто щих и дефицитных материалов, обе печивает боташую экономию металла. Применение предлагаемого способа восстановлени  гильз цшгандров дает эко примерно 15-25 руб. на один oTpe-jj монтированный двигатель. Формула изобретени  1.Способ восстановлени  изношенной внутренней цилиндрической поверхности преимущественно стальных и чугунных деталей типа гильз цилиндров внутреннего сгорани  путем создани  градиента температур посредством воздействи  на деталь источников нагрева и охлаждени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества восстановлени , градиент температур создают в стенке детали непрерывно-последовательно вдоль оси детали.
2. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что при создании градиента температур деталь нагревают, например , током высокой частоты, а охлаждают , например, стру ми воды.
3. 3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что нагрев и охлаждение ведут в процессе перемещени  детали относительно источников со скоростью не более 3-4 мм/с, при этом температуру нагрева устанавливают не более 870-920 С. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Вологдин В. П. Применение ТВЧ в промышленности. - Промышленна  эне.ргетика, 1946, № 3 (прототип).

   о;

   Фиг. 2

   б)

   Фиг.3

   С;2