Устройство для термофиксации поршневых колец в пакете



Устройство для термофиксации поршневых колец в пакете
Устройство для термофиксации поршневых колец в пакете

 


Владельцы патента RU 2487179:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" (RU)

Изобретение относится к термофиксации поршневых и уплотнительных колец в пакете во время термической обработки. Устройство состоит из цилиндрической оправки 1 с неподвижным фланцем 2 и цилиндрическим стержнем 3 с резьбой для осуществления осевой стяжки пакета поршневых колец 5 гайкой 4 через подвижный фланец 6, а также гибкой ленты 7 со стяжными болтами 9 и гайками 10 для осуществления радиальной стяжки пакета колец 5. Для плотного прилегания внутренней поверхности колец к цилиндрической оправке 1 устройство содержит средство радиальной стяжки пакета колец 5, состоящее из гибкой упругой ленты 7, скрепленной стяжными болтами 9 и гайками 10. Технический результат заключается в повышении долговечности и надежности работы узла уплотнения устройства. 2 ил.

 

Изобретение относится к термической обработке, в частности к термофиксации поршневых и уплотнительных колец в пакете, и может быть использовано при изготовлении разрезанных круглых поршневых и уплотнительных колец с параллельными торцевыми поверхностями.

Известно устройство для термофиксации поршневых колец в пакете, содержащее трубу соответствующего диаметра, на которую предварительно надевают кольца с разведением замков до определенной величины для получения упругости и требуемой формы в свободном состоянии (Энглиш К. Поршневые кольца. - М., 1962, т.1, с.365) (аналог).

К недостаткам такого устройства для термофиксации следует отнести получение колец с большой овальностью и повышенным давлением в спинке и на концах кольца. В других зонах кольца возможны просветы в контрольном калибре, т.е. качество колец, изготовленных термофиксацией на трубе, очень низкое. Также с помощью данного устройства невозможно получение поршневых колец с равномерным радиальным давлением и пониженным давлением в зоне замка.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство для термофиксации поршневых колец в пакете, содержащее цилиндрическую оправку, средство осевой стяжки, выполненное в виде двух фланцев, связанных посредством цилиндрического стержня с резьбой и гайки, причем верхний фланец подвижный, а нижний фланец неподвижный и выполнен заодно с оправкой, где оправка состоит из двух цилиндрических частей, где оправка состоит из цилиндрических частей, одна часть которой формирует половину кольца от спинки (0°) до 90° и 270° радиусом r1, равным r1=d/2=(πD+Skα/2sin(α/2))/2π-t, где d - диаметр цилиндрической части оправки, мм, D - номинальный диаметр поршневого кольца, мм, S - размер замка поршневых колец в свободном состоянии, мм, k - коэффициент усадки материала кольца, равный 1,15-1,25, α - угол, определяющий зону замка S кольца, t - радиальная толщина поршневого кольца, мм, другая цилиндрическая часть оправки состоит из двух дополнительных цилиндрических частей, из которых первая дополнительная цилиндрическая часть оправки формирует часть кольца от 90° до 140° и от 220° до 270°, а центр радиуса цилиндрической части расположен от центра номинального радиуса кольца в сторону замка на расстоянии Δ=Rf, где R - номинальный радиус поршневого кольца, мм, f - коэффициент, равный для колец с пониженным давлением в зоне замка - 0,026, для колец с равномерной эпюрой давления - 0,036, для колец с повышенным давлением в зоне замка - 0,046, а вторая дополнительная цилиндрическая часть оправки формирует часть кольца от 140° и 210° до замка, а центр радиуса цилиндрической части расположен от центра номинального радиуса кольца в сторону спинки на расстоянии Δ1=Rf1, где f1 - коэффициент, равный 0,03 (прототип - патент РФ №2371489).

С помощью устройства возможно получать поршневые кольца с равномерной эпюрой давления, а также кольца с пониженным и повышенным давлением в зоне замка. Однако конструкция устройства имеет недостаток, связанный с тем, что после набора поршневых колец в оправку они на отдельных участках неплотно прилегают своей внутренней поверхностью к наружной поверхности оправки и после термофиксации не будут обеспечивать необходимую форму, соответствующую требуемой эпюре радиальных давлений. Поэтому устройство для термофиксации поршневых колец в пакете по прототипу не может обеспечить необходимую форму поршневых колец в свободном состоянии и, как следствие, соответствующую оптимальную эпюру радиальных давлений поршневого кольца при его изготовлении из-за возможных просветов между оправкой и внутренней радиальной поверхностью поршневого кольца.

Технической задачей изобретения является осуществление возможности получать поршневые кольца высокого качества после их термофиксации в пакете с различными расчетными распределениями радиального давления по их окружности (равномерным, повышенным и пониженным давлением в зоне замка колец).

Задача достигается путем использования устройства для термофиксации поршневых колец в пакете, содержащего цилиндрическую оправку, средство осевой стяжки набранного на оправку пакета поршневых колец, выполненное в виде двух фланцев, связанных посредством цилиндрического стержня с резьбой и гайки, причем верхний фланец подвижный, а нижний фланец неподвижный и выполнен заодно с оправкой, где оправка состоит из двух цилиндрических частей, где оправка состоит из цилиндрических частей, одна часть которой формирует половину кольца от спинки (0°) до 90° и 270° радиусом r1, равным r1=d/2=(πD+Skα/2sin(α/2))/2π-t, где d - диаметр цилиндрической части оправки, мм, D - номинальный диаметр поршневого кольца, мм, S - размер замка поршневых колец в свободном состоянии, мм, k - коэффициент усадки материала кольца, равный 1,15-1,25, α - угол, определяющий зону замка S кольца, t - радиальная толщина поршневого кольца, мм, другая цилиндрическая часть оправки состоит из двух дополнительных цилиндрических частей, из которых первая дополнительная цилиндрическая часть оправки формирует часть кольца от 90° до 140° и от 220° до 270°, а центр радиуса цилиндрической части расположен от центра номинального радиуса кольца в сторону замка на расстоянии Δ=Rf, где R - номинальный радиус поршневого кольца, мм, f - коэффициент, равный для колец с пониженным давлением в зоне замка - 0,026, для колец с равномерной эпюрой давления - 0,036, для колец с повышенным давлением в зоне замка - 0,046, а вторая дополнительная цилиндрическая часть оправки формирует часть кольца от 140° и 210° до замка, а центр радиуса цилиндрической части расположен от центра номинального радиуса кольца в сторону спинки на расстоянии Δ1=Rf, где f1 - коэффициент, равный 0,03, где согласно изобретению наружная поверхность пакета поршневых колец охватывается по окружности средством радиальной стяжки в виде гибкой упругой стальной ленты, на концах которой выполнены лапки, отогнутые в радиальном направлении наружу, при этом в лапках выполнены отверстия, куда вставлены стяжные болты с навинченными на их концах гайками, причем ширина гибкой упругой стальной ленты должна соответствовать высоте сжатого в осевом направлении пакета поршневых колец.

Оригинальность в выборе решения заключается в том, что применение предлагаемого средства радиальной стяжки пакета поршневых колец позволяет обеспечить гарантированное плотное прилегание внутренней радиальной поверхности поршневых колец к поверхности оправки по всему периметру с различной ее формой. Тем самым после термофиксации поршневые кольца будут иметь по всей своей окружности эпюры радиального давления, соответствующие расчетным.

Предложенное устройство для термофиксации поршневых колец в пакете отличается от прототипа тем, что кроме осевой стяжки пакета поршневых колец используется средство радиальной стяжки, обеспечивающее плотное прилегание поршневых колец к поверхности оправки.

Предлагаемое устройство для термофиксации поршневых колец в пакете поясняется чертежами. На фиг.1 показан продольный разрез устройства для термофиксации поршневых колец в пакете; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.

Устройство для термофиксации поршневых колец в пакете содержит цилиндрическую оправку 1 с неподвижным фланцем 2 и цилиндрическим стержнем 3, снабженным резьбой и гайкой 4 для осуществления осевой стяжки пакета поршневых колец 5 через подвижный фланец 6 (фиг.1). Средство радиальной стяжки состоит из гибкой упругой стальной ленты 7 с отогнутыми в радиальном направлении наружу лапками 8 с отверстиями, куда вставляются стяжные болты 9 с гайками 10 (фиг.2).

Перед термофиксацией поршневые кольца 5 набирают на оправку 1 таким образом, чтобы замки 11 поршневых колец 5 располагались симметрично поперечной оси 12 оправки 1, проходящей через замок 11 и спинку 13 поршневых колец 5. Затем по окружности пакета поршневых колец 5 устанавливают гибкую упругую стальную ленту 7 так, чтобы отогнутые лапки 8 располагались симметрично поперечной оси 12. С помощью гибкой упругой стальной ленты 7, стяжных болтов 9 и гаек 10 пакет поршневых колец 5 стягивают в радиальном направлении до полного прилегания внутренней поверхности пакета поршневых колец 5 к наружной поверхности оправки 1. Сверху на пакет поршневых колец 5 устанавливают подвижный фланец 6 и, навинчивая гайку 4 на цилиндрический стержень 3, сжимают пакет поршневых колец в осевом направлении для предотвращения коробления поршневых колец 5 по их торцам в процессе термофиксации. Набранный таким образом пакет поршневых колец 5 подвергается термообработке, в результате чего поршневые кольца 5 приобретают требуемую форму. Режим термообработки должен обеспечить снятие внутренних напряжений в материале поршневых колец 5 и зафиксировать полученную расчетную форму поршневых колец 5 в свободном состоянии. Режим термообработки не относится к предмету данного изобретения, который определяется физико-механическими свойствами и химическим составом материала, размерами колец и технологическим процессом предшествующей механической обработки (Энглиш К. Поршневые кольца. Теория, изготовление, конструкция и расчет. T.1. М.: Машгиз, 1963, с.366).

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства для термофиксации поршневых колец в пакете заключается в том, что имеется возможность изготовить поршневые и уплотнительные кольца с требуемым расчетным радиальным давлением по их окружности. Это повысит долговечность и надежность работы узлов уплотнения.

Устройство для термофиксации поршневых колец в пакете, содержащее цилиндрическую оправку, средство осевой стяжки, набранное на оправку пакета поршневых колец и выполненное в виде двух фланцев, связанных посредством цилиндрического стержня с резьбой и гайки, причем верхний фланец подвижный, а нижний фланец неподвижный и выполнен заодно с оправкой, при этом оправка состоит из двух цилиндрических частей, первая цилиндрическая часть оправки формирует половину кольца от спинки до 90° и 270° радиусом r1, равным r1=d/2=(πD+Skα/2sin(α/2))/27π-t, где d - диаметр цилиндрической части оправки, мм, D - номинальный диаметр поршневого кольца, мм, S - размер замка поршневых колец в свободном состоянии, мм, k - коэффициент усадки материала кольца, равный 1,15-1,25, α - угол, определяющий зону замка S кольца, t - радиальная толщина поршневого кольца, мм, вторая цилиндрическая часть оправки состоит из двух дополнительных цилиндрических частей, причем первая дополнительная цилиндрическая часть оправки формирует часть кольца от 90° до 140° и от 220° до 270°, а центр радиуса цилиндрической части расположен от центра номинального радиуса кольца в сторону замка на расстоянии Δ=Rf, где R - номинальный радиус поршневого кольца, мм, f - коэффициент, равный для колец с пониженным давлением в зоне замка - 0,026, для колец с равномерной эпюрой давления - 0,036, для колец с повышенным давлением в зоне замка - 0,046, а вторая дополнительная цилиндрическая часть оправки формирует часть кольца от 140° и 210° до замка, при этом центр радиуса цилиндрической части расположен от центра номинального радиуса кольца в сторону спинки на расстоянии Δ1=Rf1, где f1 - коэффициент, равный 0,03, отличающееся тем, что наружная поверхность пакета поршневых колец охвачена по окружности средством радиальной стяжки в виде гибкой упругой стальной ленты, на концах которой выполнены лапки, отогнутые в радиальном направлении наружу, при этом в лапках выполнены отверстия, в которые вставлены стяжные болты с навинченными на их концах гайками, причем ширина гибкой упругой стальной ленты соответствует высоте сжатого в осевом направлении пакета поршневых колец.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области термообработки и может быть использовано для поверхностной закалки цилиндрических полых тел по периметру сечения, в частности колец подшипников.

Изобретение относится к термической обработке поршневых колец в пакете. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для правки в процессе старения тонкостенных изделий, имеющих цилиндрическую форму. .

Изобретение относится к способу и устройству для закалки детали, описываемой замкнутой кривой. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению стальных деталей, используемых в качестве конструкционных компонентов машин. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке тонкостенных деталей, используемых в различных отраслях машиностроения и направлено на снижение деформации по плоскости ниже 0,2 мм.

Изобретение относится к электротермии. .

Изобретение относится к области термической обработки изделий из нержавеющих сталей мартенситного класса. .

Изобретение относится к области термической обработки. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к термической обработке колец подшипников качения, которые эксплуатируются на железнодорожном транспорте, и может быть использовано в подшипниковой промышленности при производстве деталей подшипников, в частности внешних колец. Для обеспечения высокой долговечности и надежности колец подшипника осуществляют предварительную объемную закалку колец из стали, содержащей, мас.%: С 0,95-1,05, Si 0,15-0,3, Mn 0,15-0,3, Cr 0,35-0,5, Ni, Cu не больше 0,3, P, S не больше 0,3 и Fe с нагревом до 830-870°C и выдержкой не менее 1 часа и последующим охлаждением, а затем индукционную закалку путем нагрева поверхностного слоя кольца током высокой частоты при общей продолжительности нагрева 15-50 c до 820-1050°C с последующим охлаждением на протяжении 4-10 с до температуры ниже температуры начала мартенситного преобразования с последующим охлаждением на протяжении 30-60 с до температуры окружающей среды. Подшипник качения содержит внешнее и внутреннее кольца с дорожками качения и размещенные между ними тела качения, при этом дорожка качения по меньшей мере одного из колец имеет поверхностный слой со структурой материала мартенсит, а материал сердцевины кольца имеет структуру троостит. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам изготовления разрезных колец кольцевых клапанов гидравлических систем. Для упрощения технологии, снижения трудоемкости изготовления колец и увеличения долговечности их работы заготовке придают цилиндрическую форму для посадки в гнездо клапана с заданной плотностью, при этом используют заготовку из прокатанной тонкостенной пластины пружинной стали, которой придают цилиндрическую форму посредством прижатия хомутом к цилиндрическому углублению оправки и закалкой в масле, а затем осуществляют среднетемпературный отпуск при ее фиксации. 3 ил.

Группа изобретений относится к нагревательному устройству, устройству для термообработки и способу нагрева для индукционного нагрева кольцеобразной заготовки. Нагревательное устройство содержит опору, предназначенную для установки кольцеобразной заготовки, привод вращения в сборе и нагреватель, предназначенный для нагрева заготовки. Опора для заготовки содержит несколько установленных с возможностью вращения роликов, расположенных в окружном направлении. Привод вращения в сборе выполнен с возможностью передачи вращения указанным роликам для обеспечения вращения заготовки, размещенной на опоре, в направлении кольцевой формы заготовки. Нагреватель содержит нагревательную катушку, предназначенную для индукционного нагрева заготовки на месте ее расположения на опоре для заготовки, опорный короб, поддерживающий нагревательную катушку. Нагревательное устройство снабжено исполнительным механизмом, предназначенным для перемещения нагревательной катушки относительно заготовки с возможностью регулирования расстояния между заготовкой и нагревательной катушкой и включающим в себя участок вертикального перемещения, предназначенной для вертикального перемещения опорного короба, и участок горизонтального перемещения опорного короба в радиальном направлении от центра вращения заготовки. Устройство для термообработки содержит вышеупомянутое нагревательное устройство и блок охлаждения, предназначенный для охлаждения заготовки, нагретой нагревателем, характеризующееся тем, что приводное устройство расположено выше заготовки. Технический результат заключается в облегчении процесса термообработки кольцеобразных заготовок. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 18 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для закалки изделий - прутков диаметром от 2 мм до 6 мм и длиной до 700 мм из нержавеющих сталей мартенситного класса, в том числе инструментальных с высокой устойчивостью аустенита. Для обеспечения требуемой прямолинейности изделий их устанавливают с зазором в трубки из нержавеющей стали аустенитного класса, жестко закрепленные неразъемным соединением в основании приспособления и имеющие свободу удлинения и расширения при нагреве, размещают приспособление с изделиями в емкости для охлаждения, продувают емкость инертным газом при избыточном давлении для создания безокислительной среды, подсоединяют емкость к муфелю, продолжая продувку инертным газом, устанавливают приспособление с изделиями в предварительно нагретое пространство муфеля печи, причем перемещение приспособления с изделиями, нагрев их до температуры закалки и выдержку производят в среде инертного газа при давлении выше атмосферного, после нагрева приспособление с изделиями перемещают в емкость для охлаждения, отключают емкость от муфеля печи и охлаждают при давлении выше атмосферного до температуры не выше 100°C, а затем выгружают приспособления с изделиями. 1 пр.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к химико-термической обработке, в частности к цементации, азотированию, нитроцементации поверхностей зубчатых колес и колец из конструкционных, инструментальных и специальных марок сталей. Способ химико-термической обработки колец в шахтной печи включает установку реторты в нагревательной камере, размещение стопки колец в реторте с последующей химико-термической обработкой в ней в потоке насыщающего газа. Перед химико-термической обработкой осуществляют заневоливание стопки колец верхней и нижней плитой из серого чугуна. Реторту выполняют с плоским дном и устанавливают на выполненном ровным дне нагревательной камеры. При этом для предотвращения деформации колец нижнюю плиту из серого чугуна устанавливают на дно реторты, на которой размещают стопку колец и осуществляют их заневоливание верхней плитой из серого чугуна путём размещения ее на стопке колец при химико-термической обработке. Шахтная печь для химико-термической обработки колец содержит нагревательную камеру, выполненную с возможностью установки в ней реторты, и крышку с установленным в ней устройством для создания вихревых потоков насыщающего газа и равномерного распределения их по высоте реторты. Реторта выполнена с плоским дном для установки её на ровном дне нагревательной камеры и загрузки в неё стопки колец для химико-термической обработки. Для предотвращения деформации обрабатываемых колец на дно реторты установлена нижняя плита из серого чугуна с возможностью размещения на ней стопки колец, а верхняя плита из серого чугуна выполнена с возможностью установки на стопку колец для заневоливания их при химико-термической обработке. Технический результат заключается в повышении качества поверхности обрабатываемых колец. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для термообработки кольцеобразной заготовки. Приспособление для поддержки кольцеобразной заготовки для транспортирования и нагрева ее нагревательным устройством содержит центральный узел, вращающийся приводной механизм, расположенный в центральном узле, и опору для заготовки. Опора связана с центральным узлом и выполнена с возможностью расположения заготовки на опоре и окружения центрального узла. Опора содержит несколько вращающихся роликов, расположенных в окружном направлении вокруг центрального узла. Центральный узел включает транспортирующий соединительный участок, предназначенный для подвешивания опоры для заготовки вместе с заготовкой, размещенной на опоре, ведущий соединительный участок, передающий тяговое усилие на вращающийся приводной механизм, и вращающийся приводной механизм, предназначенный для вращения роликов посредством тягового усилия для обеспечения вращения заготовки в направлении кольцевой формы заготовки. Нагревательное устройство для нагрева кольцеобразной заготовки содержит секцию загрузки, в которой заготовка устанавливается на приспособление, секцию нагрева, содержащую нагреватель, предназначенный для нагрева заготовки, установленной на приспособление, транспортирующий механизм, предназначенный для транспортирования приспособления в подвешенном состоянии между секцией загрузки и секцией нагрева. Транспортирующий соединительный участок соединен с транспортирующим механизмом. Технический результат заключается в упрощении процесса термообработки кольцеобразных заготовок. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к области машиностроения. Для обеспечения точных геометрических размеров пружин и полной ликвидации брака по трещинам пластины изготавливают из стали 65С2ВА, собирают садку из пластин и осуществляют изотермическую закалку с выдержкой при температуре изотермы в селитре, отпуск и контроль по размерам твердости и трещинам, при этом садку из пластин собирают в пакеты, размещают собранные пакеты на несущее приспособление в виде стержня, к которому приварены перпендикулярно и симметрично ему прутки, осуществляют подогрев несущего приспособления с садкой в термошкафу при температуре 200-400°C, затем осуществляют нагрев садки под закалку с выдержкой пластин при температуре изотермы 300-340°C в течение 30 мин, а отпуск проводят при температуре 300-340°C, причем в каждой пластине выполняют два отверстия, а сборку пластин в пакеты проводят с обеспечением постоянных зазоров посредством втулок - прокладок через указанные отверстия на проволоку, диаметр которой соответствует диаметру отверстий в пластинах. Для уменьшения скорости охлаждения при осуществлении изотермической выдержки каждую пластину размещают между тонкостенными экранами. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при окончательной термообработке тонкостенных осесимметричных изделий, преимущественно из мартенситно-стареющих сталей. Устройство для правки тонкостенных осесимметричных изделий из высокопрочных, преимущественно мартенситно-стареющих, сталей в процессе их термообработки выполнено в виде сборки полой оправки и разжимной оправки, изготовленной из стали с коэффициентом термического расширения, близким коэффициенту термического расширения материала термообрабатываемого изделия. Разжимная оправка выполнена из соосно собранных друг с другом посредством трубных отростков нижнего и верхнего корпусов с осесимметричными коническими участками, обращенными внутрь разжимной оправки. На конические поверхности нижнего и верхнего корпусов установлены ответными коническими поверхностями сегменты, подпружиненные к оси оправки пружинами, расположенными в кольцевых канавках сегментов. Нижний и верхний корпуса оправки выполнены с возможностью ограниченного осевого перемещения посредством клина, перемещающегося в плоскости нормальной оси оправки и взаимодействующего с торцем трубного отростка верхнего или нижнего корпуса и пазом в трубном отростке нижнего или верхнего корпуса. Технический результат заключается в стабильном получении заданной точности тонкостенных осесимметричных изделий. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к изготовлению кольца подшипника. Для упрощения изготовления колец подшипника, повышения твердости, износостойкости, усталостной прочности способ включает стадию формирования кольца подшипника по меньшей мере из одной стальной полосы, имеющей концы, в по меньшей мере один кольцевой сегмент и стадию стыковой сварки оплавлением концов указанного по меньшей мере одного кольцевого сегмента для изготовления кольца. Способ также включает стадию науглероживания по меньшей мере части поверхности указанной по меньшей мере одной стальной полосы, прилегающей к поверхности, которую сваривают встык оплавлением, перед указанной стыковой сваркой оплавлением. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к термофиксации поршневых и уплотнительных колец в пакете. Устройство для термофиксации поршневых колец в пакете содержит оправку 1 с неподвижным фланцем 2 и цилиндрическим стержнем 3 с резьбой для осуществления осевого сжатия пакета поршневых колец 5 гайкой 4 через подвижный фланец 7. Для радиального сжатия пакета поршневых колец 5 его наружная поверхность охватывается по окружности гибкой упругой стальной лентой 8 со стяжными болтами 10 и гайками 11. Между гибкой упругой стальной лентой 8 и поршневыми кольцами 5 располагаются витые стальные расширители в виде круглых колец 12. Между гибкой упругой стальной лентой 8 и поршневыми кольцами 5 располагаются витые стальные расширители в виде круглых колец 12, позволяющие обеспечить прилегание поршневых колец к оправке при сжатии упругой стальной ленты 8. Технический результат заключается в повышении долговечности и надежности работы узлов уплотнения за счет изготовления поршневых и уплотнительных колец с требуемым расчетным радиальным давлением по их окружности. 2 ил.
Наверх