Способ восстановления разрушенных частей толстостенных деталей

 

Использование: ремонтно-восстановительные работы в машиностроении и других отраслях промышленности, где разрушаются элементы конструкций сложной формы с точнообработанными поверхностями. Сущность изобретения: способ включает удаление разрушенной части детали и изготовление вставки. На месте удаленной части выполняют гнездо конической или клиновой формы. Размеры гнезда и вставки подгоняют до получения минимального гарантированного натяга, величина которого регламентирована. Затем нагревают гнездо или охлаждают вставку и соединяют две части. Стопорение осуществляют штифтовым соединением. Фиксацию штифтов производят самотвердеющей массой. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. , 1 табл.

Изобретение относится к ремонтно-восстановительным работам и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности, где в результате аварии разрушаются элементы конструкции сложной формы с точнообработанными поверхностями.

Известен способ восстановления разрушенных частей толстостенных деталей, при котором разрушенную часть детали удаляют механической обработкой, на месте удаленной части выполняют гнездо, изготавливают вставку, соответствующую по форме гнезду и разрушенной части, устанавливают ее в гнездо и стопорят беззазорным соединением.

Недостатком известного способа является деформация, а также структурные изменения элементов констpукции.

Технический результат изобретения заключается в исключении деформации и структурных изменений от сварки, а также в обеспечении сборки при малых перепадах температур охватываемой и охватывающей частей толстостенных деталей.

Это достигается тем, что разрушенную часть детали удаляют механической обработкой, выполняют на месте удаленной части конусное или клиновое гнездо, изготавливают вставку, соответствующую по форме гнезду, размеры вставки и гнезда подгоняют с минимальным гарантированным натягом, нагревают гнездо или охлаждают вставку, а затем после соединения охватывающей и охватываемой деталей, стопорят их, например, штифтами, зачеканивают или фиксируют штифты самотвердеющей массой.

Величина минимального гарантированного натяга определяется зависимостью: для сопрягаемых поверхностей одного класса шероховатости 4 R_Z≅Δ<Δr₆ для сопрягаемых поверхностей разного класса шероховатости 2 (R_{Z вала} + R_{Z отв.}) ≅Δ<Δr₆ где Δr₆ минимальный натяг легкопрессовой посадки.

Температура нагрева охватывающей детали не выше 100^оС, а угол конусного или клинового соединения не превышает угла самоторможения.

На фиг. 1 изображен характер разрушения втулки клиновой разматывателя рулона (Н величина снятия дефектной части); на фиг. 2 и фиг. 3 схема осуществления предлагаемого способа восстановления; на фиг. 4 характер разрушения замка ползуна суппорта токарного станка.

Деталь 1 с выполненной в ней клиновым гнездом и вставка 2, выполненная по форме гнезда, соединяются штифтами 3.

Способ осуществляют следующим образом. Вначале удаляют разрушенную часть механической обработки, затем на месте удаленного слоя в детали 1 выполняют коническое или клиновое гнездо, изготавливают вставку 2, соответствующую по форме гнезду. Размеры вставки и гнезда подгоняют с минимальным гарантированным натягом, величина которого определяется приведенной зависимостью.

Деталь 1 с гнездом нагревают до необходимой температуры, не превышающей 100^оС, или охлаждают вставку 2 и соединяют деталь и вставку. Затем после доведения их до нормальной температуры они окончательно фиксируются штифтами, которые во избежание выпадения вставки фиксируют самотвердеющей массой, например эпоксидным клеем, или зачеканивают.

Линейную величину натяга при подгонке определяют по формуле Δl где l длина конуса или уклона; а величина конуса или уклона.

Для удобства контроля натяга сопряженные поверхности выполняют с малой конусностью или уклоном и обрабатываются с чистотой, обеспечивающей условие, чтобы 4 R_Z соответственно посадке Р6; r6. Обработка поверхностей вставки 2 может быть выполнена либо до сборки либо после нее в зависимости от технологических условий.

Например, паз на фиг. 4 целесообразно обработать после сборки во избежание смещения относительно паза в детали. За допустимые изменения в расчете можно принять либо разницу между размерами изношенной и новой деталей, либо разницу между допустимыми размерами новой детали и допустимыми размерами приемного калибра П Пр (таблица).

Пример расчета натягов и деформаций в соединении на фиг. 3 по таблице при D_о100 мм, D 140 мм; D_к 210 мм, конусность 1 20. Величина шероховатости сопрягаемых поверхностей по Н7 R_Z 1,25. натяг равен 4 R_Z 1,25 x 4 5 мкм.

Допустимое уменьшение диаметра D_o100 мм 99,992 мм 0,008 мм Δmax 5 + 8 13 мкм.

Минимальный натяг посадки Н7 (P6, r6, для D 140 мм, равен 18 мкм.

(5 < 13 < 18). Необходимая максимальная температура нагрева Δt_max= + 30°= 30°+ 39,2°C Удельное давление P_min= 105 105 16,7 P_max= 105 105 43,2 Увеличение диаметра D_k ΔD_{к min}= 4,11
ΔD_max= 10,8 Уменьшение диаметра D_о
ΔD_{o min}= 3,25
ΔD_{o max}= 8,45
Применение предлагаемого способа позволит легко рассчитать и осуществить минимальный гарантированный натяг при восстановлении разрушенных частей толстостенных деталей. Точно рассчитанный минимальный натяг не требует высоких температур нагрева и доступен везде, где имеется ванна с кипящей водой или иной нагреватель, а охлаждение возможно любым известным способом от естественного холода до температуры "сухого льда" 195^оС.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАЗРУШЕННЫХ ЧАСТЕЙ ТОЛСТОСТЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ, заключающийся в том, что разрушенную часть детали удаляют механической обработкой, выполняют на месте удаленной части гнездо, изготавливают вставку, соответствующую по форме гнезду и разрушенной части, устанавливают вставку в гнездо и фиксируют беззазорным соединением, отличающийся тем, что гнездо выполняют конусным или клиновым, размеры вставки и гнезда подгоняют до получения минимального гарантированного натяга, величина Δ которого определяется зависимостью для сопрягаемых поверхностей одного класса шероховатости R_z
4R_z≅ Δ < r₆,
для сопрягаемых поверхностей разного класса шероховатости
2(R_z вала + R_z отв.) ≅ Δ < Δr₆,
где Δr₆ - минимальный натяг легкопрессовой посадки,
затем нагревают гнездо или охлаждают вставку, после соединения и доведения их до нормальной температуры стопорят, например, штифтовым соединением, затем зачеканивают или фиксируют штифты самотвердеющей массой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура нагрева гнезда не превышает 100^oС, а угол конусного или клинового соединения не превышает угла самоторможения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5