Способ восстановления деталей с вибрационными трещинами

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик щ 1 004063 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 220880 (21) 2974639/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Р М К з

В 23 P 6/04

Государственный комитет

СССР оо пелам нзобретеиий открытий

РМ НР 621 . 7 . .09(088.8) Опубликовано 150383. Бюллетень ¹10

Дата опубликования описания 150333 (72) Авторы изобретения

Е.И.Лищишин и М.И.Онуфрийчук (71)заявители (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ С ВИБРАЦИОННЫМИ

TP ЕЩИ НАМИ

Изобретение относится к ремонтновосстановительным работам, в частности к восстановлению деталей типа с вибрационными трещинами. 5

Известен способ восстановления деталей с вибрационными трещинами, . .заключающийся в том, что на концах трещин просверливают отверстия, а трещину заделывают путем установки скрепляющего элемента(11.

Однако данный способ мало эффективный с точки зрения срока службы из.делия, так как размер отверстия неоговорен, а наличие остаточных концентраторов от сверления отверстия, повышенное напряжение от .установки болтов в отверстие с натягом снижает демпфируюшую способность материала в зоне образования отверстия, а также изменение структуры металла от резания при выполнении отверстия.

Кроме того, способ не учитывает резонансных колебаний изделия. Усталостная долговечность материала определяется числом циклов повторного нагружения до образования усталостного разрушения. Чем меньше приложенное циклическое напряжение, тем больше это число. Поэтому известно, что чем больше приложено напряжение, тем короче усталостная долговечность материала. Нагружение отверстия на конце трещины скрепляющим элементом приводит к сокращению усталостной долговечности.

Целью изобретения является увеличение срока службы деталей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу восстановления деталей с вибрационными трещинами, заключающемуся в том, что на концах трещины просверливают отверстия, а трещину заделывают путем установки скрепляющего элемента, отверстия просверливают диаметром, равным толщине восстанавливаемой детали в зоне трещин, скрепляющий элемент выполняют в виде пластины из демпфирующего материала, а установку пластины осуществляют путем перекрытия трещины и отверстий.

На фиг.1 представлена восстанавливаемая деталь с трещиной q просверленными отверстиями на концах трещины, общий вид, на фиг.2 — то же, восстановленная деталь со скрепляющей пластиной на трещине и отверстиях, на фиг.З вЂ” изменение дислокаций крис . таллов при действии вибраций и напри. жений на материал пластины, на фнг.41004063 то же, 2-й вариант, на фиг-.5 — то же, 3-й вариант, на фиг.б — то же, 4-й вариант, на фиг.7 — механический гистерезис, поглощения вибрации. при. осуществлении данного способа.

Способ восстановления осуществля- 5 ют следующим образом.

В восстанавливаемой детали 1 с трещиной 2 на концах трещины 2 лро-. сверливают отверстия 3 диаметром, равным толщине материала из детали 1 !О в зоне трещины.

Затем на трещину с отверстиями устанавливают скрепляющий элемент в виде пластины 4, выполненной из демпфирующего материала, и закрепляют - )5 ее (при помощи одного из известных средств ), вдоль трещины с перекрытием и отверстий.

Восстановленная деталь при работе испытывает следующие напряжения.

В момент начала действия линейного,напряжения имеет место линейная дислокация 5, т.е. некоторое изменение кристаллической решетки, неупругое, связанное с наличием избыточной кинематической энергии вибрации в плоскости приложения .поперечной силы и согласно закону сохранения Энергии, часть свободной кинетической энергии вибрации переходит Зо в энергию деформации (разрушения) кристаллйческих граничных связей, что приводит к дополнительному нагружению этих связей и зарождению микротрещины, которая является даль- З нейшим концентратором роста трещины 2 в продольном направлении. В момент начала действия вибрации имеет место ослабление механических связей кристаллов б, которые содержат при- 4() местное строение. Эти кристаллы расположены на расстоянии между собой в плоскости (фиг.3), когда на участки, где расположены кристаллы 6, образующих линейную дислокацию 5, воздей-45 ствует вибрация, тогда дислокация 5 начинает изменять свою длину(фиг.4) °

Далее напряжение вибрации возрастает и превышает допустимое значение для заданной толщины, дислокация 5 отходит от положения кристаллов б, вытягивается и увеличивается деформация дислокации 5 (фиг.5). Дальнейшее повышение напряжения приво-. дит к образованию дислокационной неъ" ли (фиг.б) и зарождению микротрещи- 55 ны 2, которая возрастает в размерах, появляется на поверхности и постепенно распространяется в направлении действия резонансной вибрации.

Выполнение предлагаемого способа g) на примере конструкции лонжеронов машин, например автомобиля, самолета, крана и др.

Лонжерон представляет собой равно. прочиую балку с толщиной стенки 3 мм, пояса которой воспринимают изгибающий момент, а стенка — поперечнуы силу и вибрацию.от движения машины и работы двигателя (не показано ).

Способ восстановления детали путем предотвращения роста уст лостной трещины длиной L осуществляют следующим образом.

В детали 1. на концах трещины 2 засверливают отверстия 3 диаметром d, равным толщине 5 материала детали в зоне трещины, т.е. d =3 . Это равенство выбирается, исходя из графика (фиг.7). толщины материала и максимально допустимого напряжения. При выборе диаметра отверстий для трещины 2 учитывается нагрев металла при сверлении и остаточные концентраторы напряжения, образованные сверлом, которые не должны превышать размеров неровностей 7 разрыва металла при образовании, трещины -2. Наличие отверстий 3 позволяет постоянно менять направление движения вибрации в трещине 2 и частично рассеивать вибрацию. Наличие пластины 4, выполненной из демпфирующего материала, или заполнение.трещины 2 и отверстий 3 материалом, .имеющим демпфирующие свойства, позволяет напряжение перераспределять на две и более части: на основной материал, имеющий засверленную трещину 2, и на материал пластины 4.:Материал пластины 4 демпфирует по описанному закону дислокаций в пределах допустимых расчетных границ (фиг. З-б ). Заполнение трещины 2 и отверстий 3 можно осуществлять например, сваркой, гальваническим, электромеханическим и другими известными методами заполнения трещины 2, при этом образуется участок поглощения и рассеивания вибрации, что уменьшает опасность -роста трещины после ее. засверловки.

Предложенный способ по сравнению с взятым за прототип обеспечивает работоспособность деталей с трещинами после ее восстановления путем эасверловки концов трещины с последующей ее заделкой, например пластиной, обладающей демпфирующими свойствами. .Применение данного способа обеспечивает годовой эффект в размере

3400 руб.

Формула изобретения

Способ восстановления деталей с вибрационными трещинами,эаключающийGR в.том, что на концах трещины просверливают отверстия, а трещину заделывают путем установки скрепляющего элемента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения срока службы деталей, отверстия просверливают диаметром, равным толщине восстанавливаемой детали в зо-1004063

u1З

Составитель И. Басова

Редактор И.Митровка Техред О Неце Корректор М.Демчик

Заказ 1751/15 Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 не трещин, скрепляющий .1лемент выполняют в виде пластины иэ демпфирующего материала, а установку пластины осуществляют путем перекрытия трещи--ны и отверстий. истОчники инфОрмзпии, рчринятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 725861, кл.В 23 P 11/02, 1977 (прототип).