Способ обработки сопрягаемых поверхностей запорного устройства и устройство для его осуществления

Авторы патента:

Клименченков Алексей Александрович (RU)

B23H1/00 - Электроэрозионная обработка, т.е. удаление металла серией быстропротекающих электрических разрядов между электродом и заготовкой в среде текучего диэлектрика

Владельцы патента RU 2546936:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении запорных устройств, например, для нефтегазовых магистралей. Способ обработки сопрягаемых поверхностей запорного устройства, выполненного в виде расположенного между щеками шибера, включает обработку шибера в рабочем положении низковольтными импульсами переменного тока в воздушной среде с возвратно-поступательным перемещением шибера относительно щек и вибрацией щек относительно шибера, при этом наибольшие амплитуды импульсов переменного тока совмещают с периодом сближения упомянутых сопрягаемых поверхностей и обработку ведут до достижения стабильной величины тока. Устройство для обработки сопрягаемых поверхностей упомянутого запорного устройства содержит привод для перемещения шибера между щеками, которые подпружинены упругими элементами, и электромагниты, выполненные с возможностью неподвижного закрепления на корпусе запорного устройства с наружной стороны щек и соединенные с синхронизатором импульсов, подключенным к низковольтному источнику переменного тока. Изобретение обеспечивает герметичность соединения при удалении неровностей на поверхности сопряженных деталей запорного устройства в виде расположенного между щеками шибера при его изготовлении, а также при его восстановлении без снятия с изделия. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении запорных устройств, например, для нефтегазовых магистралей.

Известен способ [1] безабразивной зачистки деталей шероховатой стороной стружки в процессе точения. Недостатком способа является низкая точность обработки сопрягаемых поверхностей, появление заусенцев на кромках контактных участков, возможность чистовой обработки сопрягаемых деталей только на оборудовании после разборки узлов.

Известен способ [2], стр. 222, безабразивной полировки диэлектрическим притиром и металлическим катодом-инструментом, позволяющий получить высокую чистоту каждого из сопрягаемых элементов.

Недостатком способа является низкая точность сопрягаемых поверхностей и необходимость разборки узлов для обработки сопрягаемых деталей.

Известен способ и устройство [3], стр. 416, для притирки сопрягаемых поверхностей с применением абразива.

К недостаткам способа и устройства относится шаржирование сопрягаемых поверхностей, что вызывает нарушение работоспособности сопрягаемых деталей, появление заусенцев на кромках, возможность притирки сопрягаемых деталей только после разборки узла, что нарушает точность сопряжения и увеличивает трудоемкость операции притирки.

В качестве прототипа принимаем [3].

Предложенный способ и устройство гарантируют отсутствие на сопрягаемых поверхностях абразивных частиц, заусенцев, позволяют проводить обработку сопрягаемых поверхностей и их восстановление без переборки узлов, что повышает точность сопряжения.

Способ обработки сопрягаемых поверхностей запорного устройства в виде расположенного между щеками шибера включает обработку шибера в рабочем положении низковольтными импульсами переменного тока в воздушной среде с возвратно-поступательным перемещением шибера относительно щек и вибрацией щек относительно шибера, при этом наибольшие амплитуды импульсов переменного тока совмещают с периодом сближения упомянутых сопрягаемых поверхностей и обработку ведут до достижения стабильной величины тока. Устройство для обработки сопрягаемых поверхностей запорного устройства в виде расположенного между щеками шибера, который содержит привод для перемещения шибера между щеками, которые подпружинены упругими элементами, и электромагниты, выполненные с возможностью неподвижного закрепления на корпусе запорного устройства с наружной стороны щек и соединенные с синхронизатором импульсов, подключенным к низковольтному источнику переменного тока.

На фиг. 1 приведена схема устройства и взаимодействия его элементов при описании способа.

Шибер 1 расположен между щеками 2 и 3, имеющими общее с шибером 1 отверстие 4 для пропускания жидкой или газовой среды. Шибер 1 имеет возможность передвижения между щеками 2 и 3 от привода 5. Для обеспечения герметичности между шибером 1 и щеками 2; 3 путем удаления неровностей с поверхности сопряженных деталей щеки 2 и 3 подпружинены упругими элементами 6 и 7. В корпусе 8 запорного устройства с внешней стороны щек 2; 3 с зазором закреплены электромагниты 9 и 10, соединенные с синхронизатором 11, к которому подводится ток от низковольтного источника переменного тока 12.

Способ осуществляют следующим образом: без переборки запорного устройства приводом 5 перемещают шибер 1 в щеках 2; 3 в крайнее положение (на фиг. 1 положение «открыто»). От низковольтного источника постоянного тока 12 ток подают на синхронизатор 11, откуда он поступает на электромагниты 9; 10, установленные в корпусе 8 с возможностью неподвижного закрепления на корпусе 8 запорного устройства с наружной стороны щек 2 и 3, со смещением по фазе тока так, чтобы при вибрации щек направления движения щек 2; 3 было в одном направлении относительно шибера 1. Одновременно приводом 5 осуществляют перемещение шибера 1 между щеками 2 и 3 в крайние рабочие положения («открыто», «закрыто») с предельной скоростью, допустимой при эксплуатации запорного устройства. Упругие элементы 6 и 7 воздействуют на щеки 2 и 3 с целью прижатия их к шиберу 1. Ток от синхронизатора 11 поступает на щеки 2; 3 и шибер 1 таким образом, чтобы импульс тока на одну из щек 2; 3 и шибер 1 совмещался с движением этой щеки под действием магнита к шиберу 1, когда при подходе этой щеки к шиберу 1 возникают импульсы тока, которые совмещены с периодом сближения сопрягаемых поверхностей шибера 1, щек 2 и 3, вызывающие локальный съем материала с сопрягаемых поверхностей. При соприкосновении в процессе вибрации щек 2 и 3 с шибером 1 через них проходит ток, величина которого зависит от площади контакта между щекой и шибером 1. Наибольшие амплитуды импульсов тока совмещают со сближением сопрягаемых поверхностей шибера 1 и щек 2 и 3. После удаления неровностей на шибере 1 и щеках 2; 3 ток при соприкосновениях шибера 1 и щеки 2 становится одинаковым с током через шибер 1 и щеку 3 и имеет стабильную величину. После этого магниты снимают, контролируют величину сопротивления движению шибера 1 в щеках 2; 3, герметичность сопрягаемых поверхностей шибера 1 и щек 2; 3. Способ позволяет обеспечить герметичность соединения в процессе изготовления и восстановления запорного устройства без его снятия с изделия.

Пример осуществления способа. Шибер и щеки из стали 12Х13 с отверстием круглого сечения диаметром 150 мм необходимо обработать по каждой сопрягаемой поверхности площадью 80000 мм² с погрешностью не более 0,005 мм. Толщина шибера 52 мм, скорость перемещения шибера между щеками до 50 мм/с. Магниты устанавливают в корпусе на зажимы, после чего подключают их к источнику переменного тока с частотой 5 Гц и напряжением 8 В. Сила тока, поступающего на щеку, прижатую к шиберу, составляет 80 А. Включают перемещение шибера вдоль щек. Через 40 секунд обработки ток вырос до 87 А и стабилизировался. Съем металла с шибера составил 0,29 мм, с каждой щеки - 0,15 мм. Осмотр шибера и щек не выявил абразивных частиц и заусенцев в зоне сопряжения, а испытания на сопротивление к перемещению шибера в щеках и герметичность при давлении 40 МПа показали, что запорное устройство отвечает эксплуатационным требованиям.

Источники информации

1. Патент РФ 2243064.

2. Прогрессивные машиностроительные технологии. / Под ред. А.В. Киричика. М.: Издательский дом «Спектр». Том 1. 2012 г. - 334 с.

3. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки. / Под ред. В.Л. Волосатого. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1988 г. - 719 с.

1. Способ обработки сопрягаемых поверхностей запорного устройства, выполненного в виде расположенного между щеками шибера, включающий обработку шибера в рабочем положении низковольтными импульсами переменного тока в воздушной среде с возвратно-поступательным перемещением шибера относительно щек и вибрацией щек относительно шибера, при этом наибольшие амплитуды импульсов переменного тока совмещают с периодом сближения упомянутых сопрягаемых поверхностей и обработку ведут до достижения стабильной величины тока.

2. Устройство для обработки сопрягаемых поверхностей запорного устройства, выполненного в виде расположенного между щеками шибера, содержащее привод для перемещения шибера между щеками, которые подпружинены упругими элементами, и электромагниты, выполненные с возможностью неподвижного закрепления на корпусе запорного устройства с наружной стороны щек и соединенные с синхронизатором импульсов, подключенным к низковольтному источнику переменного тока.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к нанесению покрытий. Способ электроискрового нанесения покрытия на деталь включает контактную обработку поверхности детали, подключенной к отрицательному полюсу источника тока, вращающимся электродом, подключенным к положительному полюсу источника тока.

Устройство для электроэрозионного объемного копирования (варианты) // 2535436

Изобретение относится к электроэрозионной обработке. Устройство 100 для электроэрозионного объемного копирования содержит бак 110 для размещения текучей среды 112 и электроды 104, 106, устанавливаемые в баке 110 и имеющие формы 120, задающие формы участкам 122, 162 заготовки 102.

Способ улучшения прирабатываемости пары трения "вкладыш подшипника - шейка вала" // 2528070

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию, и может быть использовано для обработки подшипниковых шеек валов, контактирующих с вкладышами подшипников скольжения.

Способ электроэрозионного легирования поверхностей стальных деталей // 2524471

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию поверхностей стальных деталей. В способе сначала на поверхность стальных деталей наносят слой антифрикционного покрытия из меди на режимах, при которых ток короткого замыкания Jкз=0,5-0,6 A, напряжение холостого хода Uхх=56,1 В, емкость накопительного конденсатора С=20 мкФ, а затем слой покрытия из износостойкого высокотвердого металла или его карбида, выбираемого из группы Ti, V, W, на режимах, при которых ток короткого замыкания Jкз=2,0-2,2 А, напряжение холостого хода Uхх=68,7 В, емкость накопительного конденсатора С=300 мкФ.

Способ восстановления изношенных поверхностей металлических деталей // 2524470

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию, и может быть использовано для ремонта деталей машин.

Способ обработки вкладышей подшипников скольжения // 2524467

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию поверхностей вкладышей подшипников скольжения.

Способ электроэрозионной обработки прецизионных сферических поверхностей // 2507042

Изобретение относится к электроэрозионному формообразованию прецизионных сферических поверхностей. Электроэрозионную обработку осуществляют вращающимся электрод-инструментом, подаваемым продольно вдоль оси, пересекающейся с осью вращающейся заготовки в центре сферической поверхности, причем используют трубчатый электрод-инструмент, выполненный из двух соосных частей, каждая из которых разделена на равное, не менее трех, число сегментов, равномерно распределенных по окружности, обеспечивающий возможность осевого смещения одной части относительно другой.

Способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания // 2487002

Изобретение относится к технологии ремонта деталей, в частности коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания. .

Способ стабилизации межэлектродного промежутка при электроэрозионном профилировании шлифовальных кругов с помощью автоматического экстремального регулятора подачи электрода // 2486037

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и может быть использовано для стабилизации межэлектродного промежутка на оптимальной величине при электроэрозионной обработке.

Трущаяся деталь в смазочной среде, работающая при контактном давлении, превышающем 200 мпа // 2466307

Способ обработки вкладышей подшипников скольжения // 2598737

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию вкладышей подшипников скольжения. Способ включает нанесение на поверхность вкладышей электроэрозионного покрытия из мягкого материала в виде меди, или оловянной бронзы, или олова методом электроэрозионного легирования, который осуществляют сначала с энергий импульса 0,1-0,5 Дж, а затем с энергией импульса 0,01-0,05 Дж. На полученное покрытие наносят электроэрозионное покрытие из оловянно-сурьмяного баббита, после чего выполняют электроэрозионное легирование графитовым электродом сначала с энергией импульса 0,2-0,4 Дж, а затем с энергией импульса 0,05-0,15 Дж. Изобретение позволяет получить на поверхности вкладышей подшипников скольжения антифрикционное баббитовое покрытие, обеспечивающее повышение качества вкладышей, их несущую и нагрузочную способность, а также надежность и долговечность. 3 з.п. ф-лы, 28 ил., 2 табл., 3 пр.

Способ электроискрового легирования закаленных стальных деталей // 2614913

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к электрофизическим методам обработки закаленных стальных деталей электроискровым легированием. В способе электроискрового легирования закаленных стальных деталей осуществляют перенос легирующего материала электрода-инструмента на поверхность детали под действием импульсных электроискровых разрядов между подключенными к источнику постоянного электрического тока в качестве анода электродом-инструментом, а в качестве катода деталью. При этом в процессе легирования осуществляют непрерывный контакт электрода-инструмента с деталью, а подвод к ним электрического тока осуществляют так, что 10≤j≤100, 10-3≥tch≥10-5, tp>tch, где j - плотность тока (кА/см2), tch - длительность импульса тока (с), tp - длительность паузы между импульсами тока (с). Техническим результатом изобретения является упрочнение закаленных стальных деталей электроискровым легированием, обеспечивающее повышение производительности. 7 ил., 1 табл., 1пр.

Способ электроэрозионного легирования поверхности стальной детали и его применение для оребрения трубы теплообменника // 2615096

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию. Способ оребрения наружной поверхности стальной трубы теплообменного аппарата включает формирование на трубе поверхностных слоев путем электроэрозионного легирования поверхности стальной трубы электродом из меди, бронзы, стали или графита, при котором задают шероховатость легированной поверхности от 1 до 200 мкм изменением энергии разряда в диапазоне Wp = 0,01-6,8 Дж. Способ обеспечивает повышение качества поверхности трубы теплообменника при снижении энергозатрат и упрощении технологии. 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 9 ил.

Способ формирования износостойкого слоя на поверхности детали из титана или титанового сплава // 2621750

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам нанесения покрытий методами электроискрового легирования. Способ формирования износостойкого слоя на поверхности деталей из титана или сплавов на его основе включает проведение процесса методом электроискрового легирования на различных режимах, при этом на обрабатываемую поверхность упрочняемой детали предварительно наносят слой материала на основе углерода, который для адгезии к поверхности детали наносят в виде краски или пасты толщиной не менее 0,01 мм. Изобретение обеспечивает образование в поверхностном слое детали из титана или сплавов на его основе карбида и нитрида титана, увеличивающих твердость сформированного упрочненного слоя. 3 з.п. ф-лы, 1 пр.

Способ получения порошка титана методом электроэрозионного диспергирования // 2631549

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению порошка титана, и может быть использовано в авиа- и ракетостроении, в кораблестроении. В способе получения порошка титана электроэрозионному диспергированию подвергают отходы титана в дистиллированной воде при частоте следования импульсов 250 Гц, напряжении на электродах 150 В и емкости разрядных конденсаторов 65 мкФ. Изобретение обеспечивает получение порошка титана с частицами правильной сферической формы, средний размер которых составляет 33,12 мкм, при невысоких энергетических затратах, экологической чистоте процесса и снижении пожаровзрывоопасности. 6 ил., 3 пр.

Способ эрозионно-лучевого упрочнения поверхностей металлических деталей и устройство для его использования // 2646652

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для упрочнения поверхностей металлических деталей, например пар трения. Способ эрозионно-лучевого упрочнения поверхности металлической детали включает одновременное электроэрозионное нанесение с помощью электрода-инструмента на поверхность детали гранул износостойкого сплава, нанесение микропорошка вязкого материала слоем, толщина которого не превышает размеров упомянутых гранул, и оплавление микропорошка путем лучевого нагрева. Положение осей перемещаемых электрода-инструмента и луча совмещают в зоне оплавления микропорошка, в которой измеряют температуру окончания оплавления, причем количество подаваемого микропорошка регулируют давлением подающего его газа, формирующего лучевой нагрев, а излишки микропорошка направляют в сборник микропорошка. Устройство содержит корпус, выполненный с возможностью перемещения и имеющий узлы поворота для настройки осей установленных на нем сопла для подачи микропорошка в зону упрочнения, электрода-инструмента для электроэрозионного упрочнения и дифференциального датчика измерения температуры в зоне оплавления микропорошка, и регулятор для измерения скорости перемещения корпуса с соплом, электродом-инструментом и дифференциальным датчиком, причем электрод-инструмент подключен к генератору импульсов, а к соплу подключен источник лучевой энергии, при этом на выходе из зоны упрочнения детали под углом к вектору подачи микропорошка с возможностью поворота установлен отражатель, обеспечивающий перемещение излишнего микропорошка в сборник для его подачи в зону упрочнения через датчик расхода микропорошка регулятора давления газа в сопле. Отражатель выполнен из вязкого материала и углублен в сборник микропорошка для исключения потерь микропорошка. Техническим результатом является повышение износостойкости поверхностей металлических деталей, снижение трудоемкости и энергозатрат процесса упрочнения. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.