Комбинированный способ соединения деталей с натягом и устройство для его осуществления

 

Использование: в машиностроении для сборки деталей с натягом. Сущность изобретения: охлаждение и нагрев деталей осуществляют одновременно в один этап. Потоки охлажденного и нагретого воздуха получают разделением потока в одной или последовательно в двух или более вихревых трубах Ранка-Хилша, соединенных между собой последовательно по схеме многоступенчатой вихревой установки. Устройство снабжено устройством принудительного охлаждения и нагрева деталей. Вихревые трубы Ранка-Хилша соединены таким образом, что образуют две параллельные цепи последовательно соединенных труб. 10 з.п. флы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1808645 А1 (!9) (! !) (s!)s В 23 P 11/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4929171/27 (22) 23,04,91 (46) 15.04.93. Бюл. N. 14 (75) С.С.Чувашенко (56) Авторское свидетельство СССР

N 122478, кл, В 23 P 11/02, 1986; (54) КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ С НАТЯГОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в машиностроении для сборки деталей с натягом. Сущность изобретения: охлаждение и нагрев деталей осуИзобретение относится к технологии механосборочных работ, в частности к способам сборки деталей с натягом, Цель изобретения †;упрощение и расширение области применения способа за счет обеспечения нагрева охватывающей детали и охлаждения охватываемой детали до образования сборочного зазора в соединении в один этап.

На фиг.1 — функциональная схема устройства; на фиг.2, 3 и 4 — то же, варианты выполнения, Устройство содержит вихревую трубу

Ранка-Хилша 1, которая выходными концами 2 (горячим) и 3 (холодным) подсоединена соответственно т!)убопроводом 4 к термоизолированному магазину 5 охватывающих деталей (втулок) и трубопроводом 6 — к термоизолированному магазину 7 охватываемых деталей (валов). Холодный конец 2 связан также трубопроводом 8 с устройстществляют одновременно в один этап, Потоки охлажденного и нагретого воздуха получают разделением потока в одной или последовательно в двух или более вихревых трубах Ранка-Хилша, соединенных между собой последовательно по схеме многоступенчатой вихревой установки. Устройство снабжено устройством принудител ьного охлаждения и нагрева деталей. Вихревые трубы Ранка-Хилша соединены таким образом, что образуют две параллельные цепи последовательно соединенных труб. 10 з,п. флы, 4 ил. вом 9 охлаждения полученных соединений, Магазины 5 и 7 деталей, устройство 10 сборки деталей и устройство 9 охлаждения полученных соединений связаны между собой транспортной системой 11, К трубе РанкаХилша 1 подсоединен трубопровод 12 пневмосети.

Устройство может содержать две и более вихревые трубы Ранка-Хилша, соединенные между собой по схеме многоступенчатой вихревой установки. При атом возможны варианты их соединений.

По первому варианту (фиг.2) две или более вихревые трубы Ранка-Хилша 1 соеди. нены между собой по схеме многоступенчатой вихревой охладительной установки таким образом, что вход 11 каждой последующей трубы Ранка-Хилша 1 соединен с холодным концом 3 предыдущей трубы Ранка-Хилша 1, холодный конец 3 последней трубы Ранка-Хилша 1 — с магазином

1808645

7 охватываемых деталей и устройством 9 охлаждения полученных соединений, а горячие концы 2 труб Ранка-Хилша 1 соединены с магазином 5 охватывающих деталей. при этом к пневмосети 12 подсоединена первая труба Ранка-Хилша.

По второму варианту (фиг,3) две или более вихревые трубы Ранка-Хилша 1 соединены между собой последовательно по схеме многоступенчатой вихревой нагревательной установки таким образом, что вход

11 каждой последующей трубы Ранка-Хилша 1 соединен с горячим концом 2 предыдущей трубы Ранка-Хилша 1, горячий конец 2 последней трубы Ранка-Хилша 1 — с магазином 5 охватывающих деталей, а холодные концы 3 труб Ранка-Хилша 1 соединены с магазином 7 охватываемых деталей и устройством 9 охлаждения полученных соединений. при этом к пневмосети 12 подсоединена входом 11 первая труба Ранка-Хилша.

По третьему варианту (фиг.4) четыре или более вихревые трубы Ранка-Хилша 1 соединены таким образом, что образуют две параллельные цепи (I и II) последовательно соединенных труб Ранка-Хилша. причем в цепи 1 вход 11 каждой последующей трубы

Ранка-Хилша 1 соединен с холодным концом 3 предыдущей трубы Ранка-Хилша 1, холодный конец 3 последней трубы РанкаХилша 1 — с магазином 7 охватываемых деталей и устройством 9 охлаждения полученных соединений, а в цепи II вход 11 каждой последующей трубы Ранка-Хилша 1 соединен с горячим концом 2 предыдущей трубы Ранка-Хилша 1, горячий конец 2 последней трубы Ранка-Хилша 1 — с магазином

5 охватывающих деталей, при этом к пневмосети 12 подсоединены входы 11 первых труб Ранка-Хилша обеих цепей.

Регулированием дросселем трубы Ранка-Хилша 1 температуры выходящих из нее холодного и горячего потоков воздуха достигают наиболее приемлемые их величины для конкретных собираемых соединений преимущественно мелких и средних деталей, При этом температура холодного потока может составлять от 273К (О С) до 193К (-80 С), а горячего — от 273К (О С) до 413К (+140 С).

Известны конструкции вихревых труб

Ранка-Хилша, позволяющих одновременно получить при работе в оптимальном режиме холодный поток с .температурой до 173К (-100" С) и горячий поток с температурой до

473К (+200 C), Применением двух и более вихревых труб Ранка-Хилша, соединенных последовательно по схеме многоступенчатой вихре5

45 вой установки. достигают еще более значительного понижения температуры охлаждения и повышения температуры нагрева исходящего холодного и горячего потоков воздуха.

Таким образом, конструкции предлагаемых устройств позволяют создать в магазине 7 охватываемых деталей и в магазине

5 охватывающих деталей температуры rooòветственно: фиг.1 — до 173К (-100 С) и до 473К (+200 С) фиг.2 — до 123...93K (-150...-180"С) и до

473 К (+200" С) фиг.3 — до 173 (-100 С) и выше 473К (+200 С) фиг.4 — до 123...93К (-150...-180 С) и выше 473К (+200 С) ,Укаэанные температуры достаточны для осуществления предлагаемого способа в тех многочисленных случаях, когда осуществляются соединения с небольшими натягами, соединения малых и средних размеров.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух под давлением 0,4...1,0

МПа при температуре окружающей среды поступает по трубопроводу 12 пневмосети через входной штуцер 11 в вихревую трубу

Ранка-Хилша 1, где разделяется на холодный и горячий потоки. Поток горячего воздуха, выходящий из конца 2 трубы и имеющий температуру до 473К (+200 С), по трубопроводу 4 поступает s магазин 5. где нагревает до той же температуры охватывающие детали (втулки). Одновременно поток холодного воздуха, выходящий из конца 3 трубы и имеющий температуру до 173К (-100 С), по трубопроводу 6 поступает в магазин 7, где охлаждает до той же температуры охватываемые детали (валы), а также по трубопроводу 8 — в устройство 9 охлаждения полученных соединений. Затем нагретые охватывающие детали из магазина 5 и ох.лажденные детали из магазина 7 поступают на транспортную систему 11, а по ней — e сборочное устройство 10, где производится сборка, Собранные соединения деталей по транспортной системе 11 и далее подаются в устройство 9, где их охватывающие детали охлаждаются, а охватываемые детали нагреваются. тем самым температура соединений выравнивается с температурой окружающей среды. Затем полученные соединения по транспортной системе передаются на дальнейшую сборку или в их накопитель.

Сжатый воздух давлением 0,6--1.0 МПа температурой 283-293К (10 20" С) t. посту1808645

10

20

30

50

55 пает по трубопроводу 12 пневмосети через входной штуцер 11 в вихревую трубу 1, откуда холодный поток сжатого воздуха с температурой тх, причем tx значительно ниже

1 1

tc (т,е, х 1с), поступает на вход 11 следующей вихревой трубы 1. Холодный поток сжатого воздуха с температурой Ь" (при сх" «

tc) из этой вихревой трубы, если она последняя, направляют в магазин 7.

Одновременно потоки горячего воздуха, выходящие из горячих концов 2 всех вихревых труб температурой tr tr" и т.п, (при этом tr > tr > tc) направляют в магазин

5.

В устройстве на фиг.3 нагретый в первой вихревой трубе 1 сжатый воздух (tr ) направляют на вход 11 следующей вихревой трубы 1, Горячий поток воздуха (tr ") из этой вихревой трубы, если она последняя, направляют в магазин 5 (при этом tr" » tr >

tc) Одновременно noTQKM охлажденного сжатого воздуха, выходящие из холодных концов 3 всех вихревых труб температурой сх, tx и т и. (при этом t><" < tx < t<) направляют в магазин 7, B устройстве на фиг.4 сжатый воздух из пневмосети 12 (т,) поступает по трубопроводу 13 в блок охлаждения 1 и по трубопроводу 14 в блок нагрева I1, В блоке охлаждения используются для подачи в вихревые трубы

1 только холодные потоки воздуха, горячие потоки из вихревых труб стравливаются в атмосферу. Выходящий из первой вихревой трубы 1 холодный поток (tx ) направляют на вход 11 следующей трубы 1, холодный поток (tx" ) из которой направляют далее на вход следующей трубы, или, как в данном случае, — в магазин 7. При этом достигают значительное охлаждение сжатого воздуха (т "< тх < tc)

В блоке нагрева выходящий из горячего конца 2 первой вихревой трубы 1 горячий поток (tr ) направляют на вход 11 следующей трубы 1, горячий поток (tr ") из которой направляют далее на вход следующей трубы, или, как в этом случае, — в магазин 5 (холодные потоки из вихревых труб стравливаются в атмосферу), При этом достигают значительный нагрев сжатого воздуха (tr >

tr > tc) Температуру охлаждения воздуха. подаваемого в камеру охлаждения охватываемой детали, и температуру нагрева воздуха, подаваемого в камеру нагрева охватывающей детали, выбирают исходя из обеспечения неизменности структуры и физико-механических свойств материалов и избежания опасных напряжений в элементах соединяемых деталей, При охлаждении охватываемой детали воздухом, имеющим температуру от 273К до

93К, и нагреве охватывающей детали от

293К до 413К и выше, согласно предлагаемого способа, легко обеспечиваются эти требования, так как воздух не может вызвать больших перепадов температур по сечениям деталей.

Формула изобретения

1. Комбинированный способ соединения деталей с натягом, включающий охлаждение охватываемой детали и нагрев охватывающей детали до размеров, обеспечивающих образование сборочного зазора в соединении, установку охватывающей детали на охватываемую и выдержку до образования натяга в соединении, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью упрощения удешевления и расширения области применения способа, охлаждение и нагрев деталей осуществляют одновременно в один этап, при этом охлаждение охватываемой детали ведут потоком охлажденного воздуха, а нагрев охватывающей детали — потоком нагретого воздуха.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, после установки охватывающей детали на охватываемую производят принудительный нагрев охватываемой детали потоком нагретого воздуха и принудительное охлаждение охватывающей детали потоком охлажденного воздуха.

3. Способ по п,1, отличающийся тем, что потоки охлажденного и нагретого воздуха получают разделением находящегося при температуре окружающей среды потока воздуха в одной или нескольких последовательно соединенных вихревых трубах Ранка-Хилша, соединенных между собой по схеме многоступенчатой вихревой установки, 4. Устройство для соединения деталей с натягом термическим методом, содержащее вихревую трубу Ранка-Хилша, магазин охватываемых деталей, магазин охватывающих деталей, сборочное устройство и транспортную систему, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что горячий конец трубы Ранка-Хилша соединен с магазином охватывающих деталей, а ее холодный конец — с магазином охватываемых деталей.

5. Устройство по и 4, о т л и ч а ю щеес я тем, что оно дополнительно снабжено одной или более вихревыми трубами РанкаХилша, при этом все вихревые трубы РанкаХилша соединены между собой последовательно так, что вход каждой последующей трубы Ранка-Хилша соединен с холодным концом предыдущей трубы, хо1808645 лодный конец последней трубы соединен с магазином охватываемых деталей, а горя.чие концы труб соединены с магазином охватывающих деталей, при этом вход первой трубы соединен с пневмосетью, 6, Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что все вихревые трубы Ранка-Хилша соединены между собой последовательно так, что вход каждой последующей трубы соединен с горячим концом предыдущей трубы, горячий конец последующей трубы соединен с магазином охватывающих деталей, а холодные концы труб соединены с магазином охватываемых деталей.

7. Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что все вихревые трубы Ранка-Хилша соединены так, что образуют две параллельные цепи последовательно соединенных труб Ранка-Хилша, причем в

nepsoA цепи вход каждой последующей трубы соединен с холодным концом предыдущей трубы, холодный конец последней трубы соединен с магазином охватываемых деталей,.а во второй цепи вход каждой последующей трубы соединен с горячим концом предыдущей трубы, горячий конец последней трубы соединен с магазином охватывающих деталей, при этом входы первых труб обеих цепей соединены с пневмосетью.

8, Устройство по пп, 2 и 4, от л и ч а ющ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено устройством принудительного нагрева охватываемой детали и устройством принудительного охлаждения охватываемой детали получаемого соединения, при этом

5 устройство принудительного нагрева соединено с горячим концом отмеченной трубы, а устройство принудительного охлаждения соединено с холодным концом, 9, Устройство по пп. 6 и 8, о т л и ч а ю10 щ е е с я тем, что устройство принудительного нагрева соединено с горячим концом последней трубы Ранка-Хилша, а устройство принудительного охлаждения — с холодными концами труб Ранка-Хилша.

10. Устройство по пп. 5 и 8, о т л и ч а ющ е е с я тем, что устройство принудительного нагрева соединено с горячими концами труб Ранка-Хилша, а устройство принуди20 тельного охлаждения соединено с холодным концом последней трубы Ранка-Хилша, 11. Устройство по пп. 7 и 8, о т л и ч а ющ е е с я тем, что устройство принудитель25 ного нагрева соединено с горячим концом последней трубы Ранка-Хилша первой цепи, а устройство принудительного охлаждения соединено с холодным концом последней трубы Ранка-Хилша второй цепи.

30 гяоввж r) c 4<

1г) ф,г tÄ (( фиг.2

-з г)1с "гЗ с х 1с

Cz(йх .Фиг. 3

1808645

t, ) tс 4(2с

t ã)) с х ((tc

Составитель С.Чувашенков

Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

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

Заказ 1247 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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