Способ снятия напряжений в изделиях

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к способам снятия напряжений в изделиях, преимущественно в роторе. Сущность изобретения: в процессе увеличения нагрузки на ротор через магнитные катушки пропускают переме ныП электрический ток, вследствие чего проме жуточные элементы начинают вибрировать, передавая вибрационные воздействия упругим торцовым крышкам герметичных камер , которые, в свою очередь, влияют не торцы валов ротора посредством несжимаемых жидких сред. Запаздывание намагни чивания внутри ротора относительно намагничивания его поверхноста развивает силы сдвига, которые снимают микродеформации , обусловленные изменениями в кристаллической структуре металла ротора. 1 табл.1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (я)5 С 21 0 1/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

ГМЫЮЭВЯ!. -.:,т:.:-!Ю-тиь0йцр м, е !, г r; 1()Т = .

2 (21) 4879392/02 (22) 01.11,90 (46) 07.01.93. Бюль 1 (75) С.Г.Аппель и M.Ñ.Àïïåëü . (56) Патент ГДР М 273014, кл. F 06 В 1/4.

Авторское свидетельство N. 1281369, кл. С 21 D 1/04, 1989, Авторское свидетельство N. 827563, кл.

С 21 0 1/30, 1981. (54) СПОСОБ СНЯТИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам снятия напряжений в изделиях, преимущественно в роторе. Сущность изобретения: в процессе

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам снятия напряжений в изделиях, преимущественно в роторах, и может быть использовано в центрифугах, турбокомпрессорах, турбонасосах, сепараторах, двигателях, работающих безотказно, при условии развития в теле ротора силы, снимаюЩей микродеформа. ции при подходе к пределу текучести его материала, и применяемых в таких отраслях промышленности, как биологическая газовая, нефтяная, химическая и т.д.

В современной технике эксперимен тально наблюдается эффект снятия магнитострикционным способом остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов (железа, углеродистых, инструментальных и нержавеющих сталей и сплавов).

Действие способа основано на явлении запаздывания намагничивания внутри об„„Я „„1786121 А1 увеличения нагрузки на ротор через магнитные катушки пропускают переменный электрический ток, вследствие чего проме жуточные элементй начинают вибрировать, передавая вибрационные воздействия упругим торцовым кбышкам герметичных камер, которые, в свою очередь, влияют на торцы валов ротора посредством несжимаемых жидких сред. Запаздывание намагничивания внутри ротора относительно намагничивания его поверхности развивает силы сдвига; которые снимают микродеформации, обусловленные изменениями в кристаллической структуре металла ротора, 1 табл.1 ил. рабатываемого изделия, относительно намагничивания его поверхности. В способе используется обмотка, в плоскости которой размещают обрабатываемое изделие. 4

Известен способ снятия напряжений в ОР изделиях, основанный на действии электромагнитных сил. Подвижная часть состоит из диска, к которому крепятся постоянные маг.- Я ниты и стержневой сердечник. Неподвиж- д

-йая часть содерЖит о ветйую систему постоянных магнитов противоположной полярности и электромагнйтную катушку, окружающую стержневой сердечник подвижной части. При пропускании через катушку переменного тока подвижная часть устройства начинает вибрировать. Màãнитные силы, отталкиваясь между постоянными магнитами, закрепленными на подвижной и неподвижной частях устройства, действуют аналогично силам возвратной пружины.

1786121

Известен также способ снятия напряжений в иэделиях, при котором обрабатываемое иэделие устанавливают на вибростенд, подвергают вибрационному воздействию и в процессе вибрационного снятия остаточных напряжений ведут непрерывный замер их величины неразрушающим методом, остаточные напряжения замеряют в точках с экстремальными значениями напряжений.

Известен способ снятия напряжений в изделиях, преимущественно обладающих низкой электропроводностью, принятый за прототип, включающий воздействие на изделие импульсным электромагнитным полем, на поверхность изделия периодически воздействуют одиночными импульсами электромагнитного поля энергией 60-200

Дж, длительностью импульса 10 -10 с и продолжительностью паузы между импульсами, в 10-10 раза превышающей длитель4 ность импульса.

Импульсное воздействие на иэделие с низкой электропроводностью осуществляют посредством индуктора через промежуточный элемент — пластину из материала с высокой электропроводностью, Однако этот способ снятия напряжений в изделиях не позволяет формировать вибрационные воздействия объемными вокруг изделия, что сиижает надежность.

Цель изобретения — упрощение процесса и повышение надежности, Положительный эффект от использования изобретения характеризуется тем, что используется энергия вибрационного воздействия на изделие электромагнитным полем с помощью магнитных катушек, через промежуточный элемент.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе снятия напряже.ний в изделиях, преимущественно ротора. включающей вибрационное воздействие на . изделие с электромагнитным полем с помощью магнитных катушек через промежуточный элемент, вибрационные воздействия осуществляют с торцов вала ротора посредством несжимаемой жидкой среды, со встречным направлением и равным по величине, при этом вибрационное воздействие формируют объемными.

Изобретение иллюстрируется чертежом. Изделие, преимущественно ротор 1, окружено со стороны внешних торцов его валов 2 и 3 несжимаемыми жидкими средами 4 и 5, ограничено промежуточными элементами 6 и 7 магнитных катушек 8 и 9. обеспечивающих раенме w величине и направлению электромагнитные поля. Изделие заземлено.

Пример . Способ снятия напряжений в иэделиях, преимущественно роторе, реализуется следующим образом. В процессе работы изделия, преимущественно ротора 1 вибрационное воздействие формируют объемными. При этом в процессе увеличения нагрузки на изделие, преимущественно ротор 1, через магнитные катушки 8 и 9 пропускают переменный электрический ток, 10 вследствие чего промежуточные элементы 6 и 7 начинают вибрировать, передавая вибрационные воздействия упругим торцовым крышкам герметичных .камер, которые, в свою очередь, влияют на торцы валов 2 и 3 ротора 1 посредством несжимаемых жидких сред 4 и 5. Запаздывание намагничивания

15 внутри иэделия, преимущественно ротора

1, относительно намагничивания его поверхности развивает силы сдвига, которые снимают микродеформации, обусловленные изменениями в кристаллической структуре

20 металла изделия, преимущественно ротора

1.

Магнитострикция вызывает фазовые изменения — превращение аустенита в мар-. тенсит. Длительность запаздывания намагниченности зависит от формы изделия, преимущественно ротора 1, его проводимости, частоты воздействия магнитного поля и магнитной проницаемости.

ЗО

8 таблице приведены характеристики и параметры всех участвующих объектов с указанием режимов и времени. этапов рабо35 Как видно из таблицы, предлагаемый способ снятия напряжений в изделиях, пре имущественно роторе. в процессе эксплуатации повышает надежность. При этом режим проведения упрочнения ротора не ния стационарного оборудования и невысокая механическая обработка исходного вала ротора. а также его надежность определяют эффективность способа.

Использование предлагаемого способа обеспечивает, по сравнению с существующими способами, следующие преимущества:

50 возможность получения различных прочностных свойств без увеличения веса и габаритов ротора; надежное сохранение полученного уровня свойств и размеров ротора при работе; повышение надежности кинематических пар

Формула изобретения

Способ снятия напряжений в изделиях, преимущественно роторе, включающий

40 вызывает затруднений при осуществлении предлагаемого способа. Простота осуществления способа. возможность использова1786121 онные воздействия осуществляют с торцов вала ротора посредством несжимаемой жидкой среды, со встречным направлением и равными по величине, при этом вибрационное воздействие формируют объемными.

Параметры объекта

Характеристика объекта

Перечень объектов, участвующих в ра" боте

«»

« «

«««

Потребляемая мощность, необходимая для вращения ротора при высоком давлении

Ротор

Выше 0,5 мм рт.ст.

0,8 кЬт

Нощность двигателя

Пусковой момент привода ротора

Ферромагнит

Труба с цапфами с торцов

11 48х10 и 1

У

ОМО-СМ

12000 об/мин

200 мм .1000 мм

Не менее 0,05

5000

Магнитные катушки

Конец вибрационного воздей.ствия - конец времени упрочнения

Вокруг ротора

5 х10, Гц

Частота воздействия магнитного поля

Режим работы

Не более 1 ч

Вращение

Объемная

Промежуточный элемент

Встречное к торцам ротора

Направление приложения вибрационных воздействий вибрационное воздействие на иэделие с электромагнитным полем с помощью магнитных . катушек через промежуточный элемент, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения надежности, вибраци- 5

Форвакуумное давление, при котором происходит перегрев двигателя

Материал

Форма

Проводимость

Максимальные обороты

Диаметр

Длина

Деформация

Проницаемость магнитная

Вибрационные воздействия

Начало вибрационного воздействия - начало времени упрочнения

Направление вибрационного воздействия

Длительность одного цикла

Вид движения

Форма вибрационных воздействий

««««««« I

В 12-16 раз больше потребляемой мощности при низком давлении

0 два разе больше крутящего момента при нормальном установившемся режи-. ме работы

Нагнитострикционный преобразователь, включакщий генератор и магнитострик" тор 3 10 ° ..5-10 Гц

При Форвакуумном давлении ниже

0,5 мм рт.ст.

При трогании ротора в работу

0 момент выхода на остаточное давление не более 5xl0 мм рт.ст.

В момент уменьшения момента трения в операх после трогания

Циклический - циклы случайной длительности

1786121

Продолжение хаблиць1

° е е °

1 г

Величина вибрационных воздействий с торцов ротора

Уравнивают по величине

Торцы ротора, через промежуточную, несжимаемую жидкую среду

Место вибрационных воздействий

Снимаются вйбрационным воздействиеммагнитострикционным

Напряжения

Снимакщее

Не более 1 мм

Жидкая среда

Виррационное воздействие - магнитострикционное

Составитель С.Аппель

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор

Заказ 230, Тираж - . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат™Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Вид напряженйя

Зазор между промежуточными элементами и магнитными катушками

Вид

Контактное давление

Вид снятия напряжения

Пути создания условий для снятия напряжения и их по-. следукщее удаление

Несжимаемая

На поверхности валов ротора

Путем реверсирования фазовых изменений - превращения материала вала из аустенита в мартенсит