Устройство для определения ресурса деталей с цилиндрическим отверстием

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ОТВЕРСТИЕМ, работаюпщх в условиях переменных температур, содержащее устанавливаемую в отверстии детали втулку, имеющую концентратор напряжений , отличающееся тем, что, с целью повьшения достоверности результатов определения ресурса, участки втулки, прилегающие к ее торцам , вьшолнены в виде цанг с коническими внутренним поверхностями, устройство снабжено второй втулкой, установленной с натягом внутри первой втулки, и механизмом разжима цанг, вьтолненным в виде двух пробок, имеющих конические наружные поверхности , и средства их перемещения вдоль цанг, а вторая втулка и пробки выполнены из материала с коэффициентом линейного расширения большим , чем у материала первой втулки. 28 27

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) З(5)) G 01 и 3/18 ф,;. „

OllHCAHHE HSOEPETEHH

12 б 2 1

f1 фУ

Ф 71

° ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3643611/25-28 (22) 20.09.83 (46) 30.12.84. Бюп. В 48 (72) В.Н.Тиллиб, Ю.Л.Израилев, В.Ç.Партон, М.Д.Бельферман и А.Л.Лубны-Гер цык (7.1) Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф.З.Дзержинского (53) 620. 178 ° 3 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР . У 962792, кл. G 01 и 3/32, 1981. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ

ОТВЕРСТИЕМ, работающих в условиях переменных температур, содержащее устанавливаемую в отверстии детали втулку, имеющую концентратор напряжений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов определения ресурса, участки втулки, припегаюп(не к ее торцам, выполнены в виде цанг с коническими внутренними поверхностями, устройство снабжено второй втулкой, установленной с натягом внутри первой втулки, и механизмом разжима цанг, выполненным в виде двух пробок, имеющих конические наружные поверхности, и средства их перемещения вдоль цанг, а вторая втулка и пробки выполнены из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала первой втулки.

1132191

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждая пробка выполнена в виде двух усеченных конусов, соединенных большими основаниями, внутренние поверхности второй втулки у ее торцов выполнены коническими, сопрягающимися с обра,щенными к ним поверхностями пробок, а обращенные,в другую сторону конические поверхности пробок предназна1

Изобретение относится к испыта тельной технике и может быть использовано для определения ресурса деталей с цилиндрическим отверстием, работающих в условиях переменных температур, например роторов турбин.

Известно устройство для определения ресурса деталей с цилиндрическим отверстием, работающих в условиях переменных температур, содержащее устанавливаемую в отверстии детали втулку, имекщую концентратор напряжений на поверхности, повторяющей форму контролируемой поверхности детали L13. 15

Недостатком этого устройства является низкая достоверность результа тов определения ресурса, так как фиксация устройства sa счет посадки в отверстии вращающейся детали, пери- 20 ферия которой нагрета выше ее центральной части с отверстием, неэффективна, поскольку в этом случае увеличение диаметра центрального отверстия становится больше, чем увеличение,25 диаметра втулки устройства.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов определения ресурса.

Указанная цель достигается тем, ЗО что в устройстве для определения ресурса деталей с цилиндрическим отверстием, работающих в условиях переменных температур, содержащем устанавливаемую в отверстии детали З5 втулку, имеющую концентратор напряжений, участки втулки, прилегающие к ее торцам, выполнены в виде цанг с коническими внутренними поверхностями, устройство снабжено второй 4р чены для взаимодействия с коническими поверхностями цанг.

3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что на наружной поверхности первой втулки выполнены канавки, а устройство снабжено установленными в этих канавках кольцами из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала первой втулки.

2 втулкой, установленной с натягом внутри первой втулки, и механизмом разжима цанг, выполненным в виде двух пробок, имеющих конические наружные поверхности, и средства их перемещения вдоль цанг, а вторая втулка и пробки выполнены из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала первой втулки.

Каждая пробка выполнена в виде двух усеченных конусов, соединенных большими основаниями, внутренние поверхности второй втулки у ее торцов выполнены коническими, сопрягающимися с обращенными к ним поверхностями пробок, а обращенные в другую

t сторону конические поверхности ггробок предназначены для взаимодействия с коническими поверхностями цанг.

Кроме того, на наружной поверхности первой втулки выполнены канавки, а устройство снабжено установленными в этих канавках кольцами из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала первой втулки.

На фиг. I изображено устройство для определения ресурса деталей с цилиндрическим отверстием, разрез, на фиг. 2 — устройство в случае охлаждения при его монтаже и демонтаже в отверстии испытываемой детали путем заполнения внуяренней полости хладагентом, на фиг. 3 — устройство подготовленное к монтажу (демонтажу). и заполненное хладагентом.

Устройство для определения ресурса леталей с цилиндрическим отверс1132191

3 тием содержит втулку 1 с концентратором — надрезом 2, участки которой, прилегающие к ее торцам, имеют разрезы 3 и, таким образом, выполнены в виде цанг 4, имеющих конические внутренние поверхности 5. Внутри втулки 1 установлена с натягом вторая втулка 6 из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у мат ериала- вт улки 1 .

Вдоль оси устройства установлен механизм разжима цанг 4, состоящий из штанги 7 и двух пробок 8 и 9 с коническими наружными поверхностями.

Один конец штанги 7 имеет квадратное сечение под ключ, противоположный конец имеет резьбу и гайку 1О, ограничивающую перемещение пробки 9 относительно оси штанги 7. В средней части штанги 7 также имеется резьбовой участок 11, взаимодействующий с пробкой 8, которая соединена неподвижно с трубой 12, имеющей фланец 13. На наружной поверхности втулки 1 выполнены кольцевые пазы, в которых установлены разрезные кольца 14 из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала втулки. 1.

Для удобства монтажа и демонтажа

-устройства в отверстии испытуемой детали его можно охлаждать. Для этого (фиг.2) пробки 8 и 9 выполнены каждая в виде двух усеченных ко- . нусов 15 и 16, соединенных большими основаниями. Пробка 8 соединена неподвижно с трубой 17, центральное отверстие которой со стороны открытого торца имеет резьбу 18. Труба

17 установлена внутри манжеты 19 с фланцем с возможностью осевого перемещения. От проворота относительно манжеты 19 труба 17 зафиксирована шпонкой 20. Участки внутренней поверхности втулки 6, примыкающие к ее торцам, выполнены коническими.

Для заполнения хладагентом устройство снабжено патрубком 21 (фиг.3), который соединяется с трубой 17 с помощью резьбы, выполненной на одном его конце. Другой конец . патрубка 21 закрывается после заливки х5тадагента крышкой 22. В пробке

8 выполнено отверстие 23, с помощью которого полость 24 трубы 17 сообщается с полостью 25 втулки 6. Со стороны пробки 9 полость 25 герметично закрыта с помощью уплотнения 26.

Устройство для определения ресурса деталей монтируется в отверстии

27 исльггуемой детали 28 при разведенных пробках 8 и 9. Фланец 13 крепится на торце отверстия, затем путем вращения штанги 7 пробки 8 и 9 сближают, разжимая цанги 4 втулки 1, за- . крепляя последнюю в отверстии 27 детали 28.

10 Втулка 6 и кольца 14, выполненные иэ материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала втулки 1, являющейся образцомсвидетелем, предотвращают ослабление крепления ее в отверстии 27 испытуемой детали 28, которое может произойти при нагреве ее.

Зафиксированная таким образом в отверстии 27 втулка 1 будет подвергаться деформированию в осевом направлении в точном соответствии с деформированием испытуемой детали, имеющем место при нагреве и охлаждении ее. После нагружения испытуе25 мой детали совместно с установленным в ней устройством в течение требуемого числа циклов устройство демонтируется. Для этого пробки 8 и 9 разводят путем вращения штанги 7, фланец 13 открепляют и устройство извлекают иэ отверстия 27 испытуемой детали 28. По результатам исследова ния втулки 1 в зоне концентратора напряжений делают заключение о ресурсе работы испьггуемой детали.

Для обеспечения возможности установки устройства в отверстии детали большой длины (например, ротора турбины) предусмотрена возможность

40 охлаждения устройства жидким хладагентом.

Монтаж охлаждаемого устройства осуществляется в следующей последовательности (фиг.3). Пробки 8 и 9

45 сближают путем вращения штанги 7. так, что конические поверхности их плотно примыкают к соответствующим коническим поверхностям втулки 6.

В трубу 17 ввертывают крутоизогну50 тый патрубок 21, снимают крышку 22 и заливают хладагент (например, жидкий азот), который через отверстие 23 поступает из полости 24 трубы 17 в полость 25. Заполненное .хладагентом устройство устанавлива55 ют в отверстии испытуемой детали.

Фланец манжеты 19 крепят на торце детали, крутоизогнутый патрубок

1132191

0 20 17. 15

25 ф 8 25

Заказ 9782 36 Ти

4eussan l386 е®т е r.У щюдэ улЛроектиаяэ 4

21 вывертывают, а пробки 8 и 9 разводят, разжимая цанги 4 втулки 1 и закрепляя ее в отверстии 27 детали 28.

После удаления.хладагента устройство готово для испытаний.

Демонтаж устройства может осуществляться без охлаждения его или с охлаждением в последовательности, описанной выше для установки ус.тройства в отверстии испытуемой детали.

Определение ресурса испытуемой детали осуществляют так же, как и в случае неохлаждаемого устройства, Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить достовер-; ность результатов определения ресурса деталей в результате обеспечения надежности крепления устройства, а также за счет возможности демонтажа

его без наложения дополнительной нагрузки на втулку-свидетель, способной внести искажение в результате испытания.