Способ получения соединений с гарантированным натягом



Способ получения соединений с гарантированным натягом
Способ получения соединений с гарантированным натягом

 


Владельцы патента RU 2508181:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)

Изобретение относится к механосборочному производству деталей типа вал-втулка. Охватываемую деталь на толщину слоя 0,008-0,080 от диаметра сопрягаемых поверхностей подвергают отжигу токами высокой частоты до снижения твердости ее поверхностного слоя на HRC 10-32. Затем охватываемую деталь запрессовывают в охватывающую деталь. В результате обеспечивается повышение прочности соединений деталей с гарантированным натягом. 1 ил.

 

Изобретение относится к механосборочному производству, а именно к способам получения соединения типа корпус-втулка или вал-втулка.

Из существующего уровня техники известен способ [1, 2] получения соединения с гарантированным натягом типа вал-втулка или втулка-корпус, согласно которому охватываемую деталь запрессовывают в охватывающую деталь. Охватываемую деталь обычно изготавливают из стали (30Х, 45, 40Х, У8, У9А) путем механической обработки резанием с последующей термической обработкой - закалкой и низкотемпературным отпуском для уменьшения остаточных внутренних напряжений и повышения прочности. Охватывающую деталь изготавливают из аналогичного материала (стали), также с последующей термической обработкой для повышения прочности. Недостатком данного способа является следующее: вследствие того что твердость поверхности охватываемой детали, как правило, отличается от твердости поверхности охватывающей детали менее чем на 10 единиц твердости по Роквеллу (10 HRC), во время запрессовки взаимное внедрение микронеровностей поверхности одной детали в другую деталь затруднено. Это приводит к уменьшению площади реального контакта сопрягаемых поверхностей и снижению прочности соединения.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение прочности соединений деталей с гарантированным натягом.

Предлагаемое техническое решение заключается в том, что перед запрессовкой для разупрочнения сопрягаемой поверхности охватываемой детали она подвергается отжигу токами высокой частоты [3, 4, 5] до снижения твердости ее поверхностного слоя на HRC 10-32 при толщине слоя 0,008-0,080 от диаметра сопрягаемых поверхностей.

Отжиг детали проводят в устройстве индукционного нагрева, подключенного к частотному преобразователю. При этом следует учесть, что глубина снижения твердости поверхностного слоя охватываемой детали зависит от частоты индукционного тока и от времени выдержки детали в индукторе [6]. Проведенные испытания показали, что предпочтительным режимом является отжиг токами частотой 130 кГц в течение 2-3 секунд. Превышение времени отжига приводит к чрезмерному увеличению толщины разупрочненного слоя. Минимальное время ограничено, как правило, мощностью индукционного нагревателя.

На фиг.1 представлена схема прессового соединения типа вал-втулка с гарантированным натягом, состоящего из охватывающей детали 1 и охватываемой детали 2.

На фиг.2 представлено положение охватываемой детали 2 и охватывающей 1 перед запрессовкой, при этом диаметр охватываемой детали больше диаметра охватывающей детали на величину гарантированного натяга N. Охватываемую деталь предварительно подвергают отжигу токами высокой частоты до снижения твердости ее поверхностного слоя на HRC 10-32. Толщина слоя S должна составлять 0,008-0,080 от диаметра Den сопрягаемых поверхностей.

Во время запрессовки более твердый профиль микронеровностей охватывающей детали внедряется с более пластичный, разупрочненный поверхностный слой охватываемой детали. При этом, как показали проведенные нами исследования, площадь реального контакта сопрягаемых поверхностей увеличивается на 17-32%. В местах реального контакта сопрягаемых поверхностей возникают силы [7] межмолекулярного схватывания, которые приводят к увеличению прочности прессового соединения в среднем на 15-24%. Следует учесть, что уменьшение толщины разупрочненного слоя охватываемой детали менее чем на 0,008 от диаметра сопрягаемых поверхностей приводит к резкому снижению (по сравнению с соединением, имеющим толщину разупрочненного слоя 0,008-0,080) несущей способности прессового соединения. Увеличение толщины разупрочненного слоя более чем на 0,08 от диаметра сопрягаемых поверхностей оказывает существенное влияние на прочность охватываемой детали и может привести к смятию или разрушению детали во время ее эксплуатации.

Охватываемые и охватывающие детали для соединений с гарантированным натягом изготавливают из конструкционных (35, 35Х, 40) и инструментальных (У8, У9А) сталей. Охватываемые детали, изготовленные из инструментальных сталей (например, матрицы штамповой оснастки), после закалки и низкотемпературного отжига имеют, как правило, твердость 61-64 HRC. Отжиг токами высокой частоты для этих деталей проводят до снижения твердости их поверхностного слоя на 25-32 HRC. Охватываемые детали, изготовленные из конструкционных материалов (например, валы редукторов, втулки редукторов), после закалки и низкотемпературного отжига имеют, как правило, твердость 42-46 HRC. Отжиг токами высокой частоты для этих деталей проводят до снижения твердости их поверхностного слоя на 10-14 HRC. Следует отметить, что уменьшение твердости поверхностного слоя охватываемой детали менее чем на HRC 10, как показали проведенные нами эксперименты, не приводит к существенному увеличению прочности прессового соединения. Уменьшение твердости поверхностного слоя охватываемой детали более чем на 32 HRC у сталей за счет отжига поверхностного слоя требует применения дополнительно охлаждающего устройства и поэтому нецелесообразно с точки зрения трудоемкости и себестоимости.

Предложенный способ получения соединений с гарантированным натягом находит применение при запрессовке гильз цилиндров в корпус ДВС и для сборки бандажированных матриц штамповой оснастки на кафедре РДВУАС Бийского технологического института им. И.И.Ползунова.

Источники информации

1. А.с. №617227.

2. Гречищев B.C., Ильященко А.А. Соединения с натягом: Расчеты, проектирование, изготовление. - М.: машиностроение 1981. 247 с.

3. Патент RU 2001116641.

4. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник в 3-х томах, 3-е изд., перераб. и доп. / М.А.Бернштейн, А.Г.Ранштадт; том 2: Основы термической обработки; М.: Металлургия, 1983.

5. Пономарев В.А. Влияние нагрева токами высокой частоты на проникающее действие сердечников пуль стрелкового оружия / Пономарев В.А., Демин А.А., Титов И.А. // Вооружение Технология Безопасность Управление [Текст]: материалы IV межотраслевой конференции с международным участием аспирантов и молодых ученых. В 3 ч. Ч.1. - Ковров: ГОУ ВПУ «КГТА им. В.А.Дегтярева». 2009. С.68-71.

6. Немаков B.C., Демидович В.Б. Теория и расчет устройств индукционного нагрева. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988, - 280 с.

7. Леванов А.Н., Колмогоров В.Л., Буркин С.П. и др. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1976. 416 с.

Способ получения соединения с гарантированным натягом, включающий запрессовку охватываемой детали в охватывающую деталь, отличающийся тем, что охватываемую деталь предварительно на толщину слоя 0,008-0,080 от диаметра сопрягаемых поверхностей подвергают отжигу токами высокой частоты до снижения твердости ее поверхностного слоя на HRC 10-32.



 

Похожие патенты:

Вентиляционное устройство (14) для использования с вращательным элементом (18) включает в себя кожух (16), включающий в себя крышку и выпускной участок, проходящий от крышки.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу извлечения твердосплавных зубков из отработанных шарошечных долот. Закрывают наружное тело шарошки теплоизолирующим материалом.

Изобретение относится к механосборочному производству, а именно к сборке наконечников гибких шлангов. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для сборки соединений вал-втулка. .

Изобретение относится к области соединения разнородных металлов или сплавов металлов с различными физико-химическими характеристиками, в частности соединения металлов или сплавов металлов с разной растворимостью в них водорода.

Изобретение относится к отрасли авиационной промышленности и может быть использовано при разборке обтекателей летательных аппаратов. .

Изобретение относится к способам соединения двух конструктивных узлов, совместно образующих зону перекрывания, с помощью крепежных элементов. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам соединения металлических деталей путем запрессовки охватываемой детали (1) в охватывающую (2).

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам сборки профильных соединений с зазором. .

Изобретение относится к способам соединения конструктивных элементов. .

Изобретение относится к устройству, включающему в себя трубчатый корпус, предпочтительно корпус (1) зубчатой рейки (10), служащий для ее приема, и, по меньшей мере, одно удерживающее и/или опорное кольцо (2, 2´), по меньшей мере, частично расположенное внутри корпуса (1), причем удерживающее и/или опорное кольцо (2, 2´) запрессовано за счет своего расширения в корпус (1). Устройство отличается тем, что на примыкающей к корпусу (1) внешней окружной поверхности удерживающего и/или опорного кольца (2, 2´) выполнен зубчатый участок (4, 4´). Изобретение относится также к соответствующему способу монтажа, по меньшей мере, одного удерживающего и/или опорного кольца (2, 2´) внутри трубчатого корпуса (1). Обеспечивается прочность и качество при сокращении производственных затрат. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений представляет собой варианты установки для соединения холодной напрессовкой подшипникового узла с осью колесной пары железнодорожного вагона. Установка холодной напрессовки содержит две вертикальные неподвижные стойки, шарнирно соединенные попарно верхней и нижней горизонтальными стяжками с подвижными вертикальными стойками. Между вертикальными неподвижными стойками установлен выдвижной стакан с первым центром и приводом перемещения напрессовываемых деталей, содержащим поворотный силовой гидроцилиндр. Между подвижными вертикальными стойками установлен выдвижной подпружиненный упор, со вторым центром, опирающийся на пакет тарельчатых пружин. На нижних стяжках расположено подъемно-поворотное устройство с механизмами поддержки колесной пары, подъема и поворота. Установка в первом варианте содержит на верхних горизонтальных стяжках два шарнирно установленных устройства разгрузки и позиционирования положения колесной пары по высоте, выполненные в виде пневмоцилиндров с датчиками верхнего и нижнего допустимого положения поршня. На штоках пневмоцилиндров подвешены челюстные захваты оси колесной пары с приводами смыкания-размыкания челюстей. Во втором варианте подъемно-поворотное устройство установки содержит основание, поворотную плиту, опирающуюся на основание с помощью роликов, два пневмоцилиндра с датчиками верхнего и нижнего допустимого положения, опирающиеся на поворотную плиту, и ложемент с опорными призмами для оси колесной пары, опирающийся на пневмоцилиндры. Обеспечивается горизонтальность колесной пары при напрессовке. 2 н.и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для соединения плоских деталей, воспринимающих усилия плоского сдвига, а также крутящего момента. В каждой из сопрягаемых деталей со стороны их сопрягаемых поверхностей выполняют пазы по форме «ласточкин хвост», образующие при соединении деталей отверстия с Х-образной формой. В отверстия устанавливают фиксирующие элементы в виде стержней Х-образного профиля. До установки в отверстия фиксирующих элементов осуществляют нагрев обеих сопрягаемых деталей. Обеспечивается создание надежного соединения плоских деталей, воспринимающих сложные виды знакопеременных нагрузок, при снижении трудоемкости процесса. 5 ил.

Изобретение относится к способу установки изготовленных из экструдированного материала уплотнительных профилированных секций на элементы конструкции транспортных средств. Подготавливают экструдированный материал таким образом, что экструдированный материал включает бездефектные рабочие участки заданной рабочей длины, между которыми расположены промежуточные участки заданной промежуточной длины. Разматывают экструдированный материал с катушки и от разматываемого экструдированного материала последовательно отрезают отмеренные участки, которые устанавливают на элементы конструкции транспортных средств в качестве уплотнительных профилированных секций. Промежуточные участки в ходе установки уплотнительных профилированных секций вырезают из экструдированного материала и отбраковывают в отходы. В результате уменьшаются расходы на установку уплотнительных профилированных секций. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сборке деталей типа вал-втулка. Соединяют в комплект с общим центром тяжести, расположенным на оси вала, ориентатор, на котором с помощью электромагнита установлен груз, вибратор, блок питания, блок управления, вал и электромагнитный схват, который присоединяют к валу. Осуществляют колебания упомянутого комплекта вдоль оси вала посредством вибратора. Изменяют положение центра тяжести комплекта путем отпускания груза посредством электромагнита по команде блока управления. В результате расширяются технологические возможности. 3 ил.

Изобретение относится к сборке деталей. Изготавливают первую деталь и измеряют ее сопрягаемые поверхности. Создают компьютерную модель второй детали, сопрягаемые поверхности которой моделируют с учетом результатов измерения сопрягаемых поверхностей первой детали. Разрабатывают управляющую программу для станка, оборудованного системой числового программного управления, на котором изготавливают вторую деталь. Выполняют сборку первой и второй деталей и осуществляют контроль полученного сопряжения. В результате повышается точность сопряжения деталей при сборке и снижается трудоемкость сборки. 4 ил.

Изобретение, в частности, относится к области производства часовых механизмов. Изобретение относится к способу сборки элемента (15), выполненного из первого материала, с деталью (3), выполненной из второго материала, не имеющего области пластичности, включающему этапы, на которых: а) формируют деталь (3) с отверстием; б) вставляют промежуточную деталь (7), которая выполнена из третьего материала и имеет отверстие, в отверстие без создания напряжения; в) вставляют элемент (15) в отверстие без создания напряжения; г) упруго и пластично деформируют промежуточную деталь (7) путем перемещения двух инструментов (13, 21) навстречу друг другу в осевом направлении соответственно на верхней и нижней частях промежуточной детали для создания на элементе и на окружающей отверстие стенке детали (3) радиального напряжения, вызывающего упругую деформацию детали (3) для скрепления узла без разрушения детали. Обеспечивается исключение поломки скрепляемых деталей. 16 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение, в частности, относится к области часовых механизмов. Изобретение относится к способу сборки элемента (15), выполненного из первого материала, с деталью (3), выполненной из второго материала, не имеющего области пластичности, включающему этапы, на которых: а) формируют деталь (3) с отверстием; б) вставляют радиально расширенный участок (7) элемента (15) в отверстие без создания напряжений; в) упруго и пластично деформируют расширенный участок (7) элемента в отверстии путем перемещения двух инструментов (13, 21) навстречу друг другу в осевом направлении соответственно на верхней и нижней частях расширенного участка для создания радиального напряжения (В) на стенке детали (3), окружающей отверстие, вызывая упругую деформацию детали (3) для фиксации узла без разрушения детали. Обеспечивается отсутствие разрушающих напряжений в детали, даже в случае выполнения ее, например, из монокристаллического кремния. 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к снятию корпуса подшипника с ротора. Осуществляют крепление вала для продолжения ротора на конце ротора и обеспечивают опирание ротора и/или удерживание ротора для освобождения корпуса подшипника от веса ротора. Осуществляют размещение элементов скольжения между корпусом подшипника и ротором. Обеспечивают осевое движение корпуса подшипника вдоль оси вала для продолжения ротора. При этом корпус подшипника с помощью защиты от прокручивания защищают от вращения во время и после осевого перемещения. В результате сокращается время монтажа и демонтажа при снятии корпуса подшипника с ротора. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх