Способ определения оптимального давления автофретирования внутренней полости детали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 0 7/12 51)5 С 21 ИЯ К ТИМАЛЬ ВНУТРЕ вы- знаеличины которого завить еталей высокого зобретение ению, преиашиностр обам упр давлениеет .назн кому м к спос сокого ние им повыше ощениеавтоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЭО РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения и Украинский Филиал Центрального конструкторского бюро арматуростроения(56) Конструирование, исследование и расчет аппаратов и трубопроводов высокого давления. М.: Машиностроение, 1977, с. 248.Кочанов Л.М. Основы теории пластичности. М.ф Наука, 1969, с. 420.Огурцов Б.И Исследование конструктивной прочности корпуса центробежного компрессора сверхвысокого давления. Лисс, канд, техн, наук. Сумы, 1983, с. 260.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОП НОГО ДАВЛЕНИЯ АВТОФРЕТИРОВАНИЯ .ННЕЙ . ПОЛОСТИ ДЕТАЛИ(57) Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к химическому машиностроению, в частности к способам упрочнения оборудования сокого давления, При этом большое относится к машиноущественно химичесенйю, в частности чнения оборудования вкогда большое значе чение давления автофрЯО.3373214 чение имеет назначение давления автофретирования от величины которого зависит долговечность деталей высокого давления, Целью изобретения является повышение долговечности деталей, упрощение методики определения давления автофретирования и увеличение точности контроля степени упрочнения внутренней полости детали. Способ заключается в определении оптимального давления автофретирования, подаче гидростатического давления автофретирования внутрь полости детали и последующем сбросе давления с одновременным контролем давления автофретирования. Оптимальное давление автофретирования детали с одновременным упрощением методики определения этого давления достигается за счет экспериментального исследо- С вания изменений Физико-механических характеристик поверхностного слоя внутренних полостей геометрически и физически подобной модели детали и образцов, вырезанных из этой модели, при циклическом испытании их в режиме растяжение - сжатие, причем величина давления автофретирования назначается не на один конкретный вид детали, а на целый класс геометрически и физически подобных изделий. 1 з.п,ф-лы. тирования, от всит долговечнос ддавления.Целью изобретения являетсяние долговечности деталей, упрметодики определения давления50 фретирования и увеличение точностиконтроля степени упрочнения внутренней полости детали.Способ осуществляют следующим об"разом,П р и м е р. Проводилось автофретирование партии корпусов клапановтройников с рабочим давлением РР= 320 МПа. Для осуществления предла 10гаемого способа была выбрана моделькорпусов, изготовленная из того жематериала (сталь 38 ХНЗМФА) и термообработанная на верхнее значениепредела текучести (,6 . = 116 кгс/мм )51с сохранением остальных механическихсвойств 5ц 7,д,) натурных корпусов. Эта модель имела припуск навырезку трех темплетов для изготовления двух стандартных образцов дляопределения б и трех специальныхобразцов для определения пластическихсвойств материала модели, От этой модели были отрезаны темплеты, Из одного были вырезаны специальные образцы, другой был термообработан на нижний допускаемый предел текучести(5= 88 кг/мм ) натурного корпуса,из которого были изготовлены два стандартных для определения 6 о,г и триспециальных образца. Третий темплетбыл термообработан на промежуточноезначение 5, из него затем былиизготовлены такие же образцы,На предварительно загрунтованнуюклеем "Момент" внутреннюю поверхность модели вокруг поперечного отверстия наклеивали тензореэисторныепреобразователи КФ 5 Ц-100-13-12клеем ГИПК-17 ТУ 6-05-251-159-82,40для чего использовали специальное приспособление, представляющее собойцанговую втулку с внутренним конусом.На наружную поверхность втулки,наклеивали пластинки иэ вакуумноМрезины толщиной 5 мм. Втулку надевали на специальный жестко закрепленный гайкой штырь и зафиксировали втребуемом положении от углового иосевого перемещений резьбовым штифтом,На резиновой пластине закрепилиточечной приклейкой конденсаторнуюбумагу в два слоя, причем точечнуюприкдейку второго слоя выполняливразбежку с первым. Приспособление 55собирали в модели, выставили пластинки относительно поперечного отверстия, жестко зафиксировали с помощью выдвижного конуса н разжали гайкой.На верхнем слое конденсаторной бумаги произвели разметку контуров поперечных отверстий.Приспособление разобрали по разметке на конденсаторной бумаге наклеивали и смонтировали тензореэисторные преобразователи своей нерабочейповерхностью.Клей, приготовленный по технологии завода-изготовителя, вакуумировали и наносили тонким слоем на поверхность модели и тенэорезисторныепреобразователи. Затем приспособление собирали в модели, жестко фиксировали и разжимали с помощью конусадо прижатия тенэорезисторов с усилием 2 кгс/см 2.После полимеризации клея конусотводили в первоначальное положениеи выводили приспособление из отверстия модели. Выполнили контроль наклейки тенэорезисторов, произвелимонтаж проводов через токоввод визмерительную схему. Далее модельгерметизировали и заполнили обезвоженным маслом АМГдля нагружениясверхвысоким давлением,Нагружение модели осуществлялосьгидрокомпрессором ГКМ/6000 ступенчато через 50 МПа до 6000 МПа сосбросом давления после каждой ступени нагружения, Запись показанийтензорезисторов производили на каждой ступени нагружения и разгрузкипри помощи комплекта тензоаппаратуры фирмы Брюль и Кьер (модели: 1516,1542, 1543, 2305).Обработка экспериментальных данных осуществлялась в следующей последовательности.Для определения истинной деформации по показаниям прибора учитывалирезультаты тарировки тензорезисторовв специальной тарировочной установкепри деформации тензорезисторов до15000 е.о.д, в зоне давления до600 МПа.Вычисление деформации в точкекромки отверстия с максимальной концентрацией напряжения производилина основе корректировки ее с учетомудаления тензореэистора от кромкиотверстия путем графической экстраполяции показаний цепочки тензорезисторовна кромку отверстия.Используя истинную деформациюв точке кромки, строили график эави78214 б 5 15 симости С, = Г(р) при нагрузке, Я,Г(р) при разгрузке. 1 ри этом зависимость графически или аналитически аппроксимировалась. Стандартные образцы,изготовленные из темплетов, использовали для определения о,г , а специальные нагружали ступенчато до деформации Я на каждой ступени нагружения с разгрузкой и сжатием до деоФормации ,(для этой цели можно испольэовать испытательную машину с усилием на растяжение - сжатие более 30 кН); при этом Е - деформация кромки поперечного отверстия модели корпуса клапана от давления при наогружении; С . - остаточная деформация кромки поперечного отверстия модели корпуса клапана при разгрузке, 1 Измерение деформации образца осуществляли при помощи тензометра спределом измерений +15000 е.о,д. Порезультатам нагружения образцов вкоординатах деформация - нагрузкастроили диаграмму деформирования, Поэтой диаграмме определяли остаточнуюдеформацию, при которой не увеличивалась нагрузка в образце при сжатии,и соответствующую ей деформацию прирастяжении образца. Полученные значения деформации при растяжении образцов усредняли по трем результатам ихнагружения. Определив на графике давление в модели, соответствующее усредненной деформации точки В на кромке поперечного отверстия, принималиего за давление автофретированиякорпуса клапана. Лалее аналогичноенагружение вели с образцами, которыеизготовлены из оставшихся темплетов,По имеющимся результатам нагруженияаналогично строили диаграммы деформирования и так же находили для каждого предела текучести темплета давление автофретирования, Таким образом,по трем значениям бвг и трем значе"ниям давления автофретирования строили зависимость давления автофретирования от предела текучести материалаРавт ог мат.),Расчет давления автофретирования, ,осуществляли, используя предел текучести материала натурной автофретированной детали. Лля корпуса клапана, имеющего бв = 9 о кг/мм, давление автофретирования равно 350 МПа. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 формула изобретения1. Способ определения оптимального давления автофретирования внутренней полости детали преимущественно сложной Формы с концентраторами напряжений, включающий подачу гидростатического давления автофретирования в полость детали и последуюший сброс давления с одновременным контролем полученных в процессе автофретирова ния остаточных деформаций методами электротензометрии, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения долговечности деталей, упрощения методики определения давления автофретирования и увеличения точности контроля степени упрочнения внутренней полости детали, производят измерение методом электротензометрирования упругопластических деформаций в зоне концентрации напряжений на внутренней поверхности геометрически и физически подобной модели, материал которой термообработан для получения верхнего допустимого значения предела текучести, при ступенчатом ее погружении со сбросом, давления вплоть до получения в зоне концентрации напряжения 11,57, от деформации, определяют зависимость максимальной деформации в зоне концентрации напряжений от давления при ее погружении и разгрузке, производят ступенчатые испытания цилиндрических образцов, вырезанных из термообработанной заготовки модели, при их упругопластическом растяжении-сжатии в соответствии с зависимостью деформации в зоне концентрации напряжений от давления, а оптимальное давление автофретирования определяют, исходя из прекращения роста напряжений при сжатии образца.2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости определения оптимального давления автофретирования деталей с разными механическими свойствами, зависимость оптимального давления автофретирования от механических свойств детали определяют на цилиндрических образцах, вырезанных из исследуемой модели и термообработанных с разбросом механических свойств, который включает нижний предел допустимого значения предела текучести для материала детали.