Способ восстановления изношенных шеек валов

(19) (11 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВТОРСНОМУ ЕТЕЛЬСТВУ производят изношенных резных ремо динение их щ и й с я шения надежи чек при их в зоне наим 2. Спос щи.йся ческой обр производятПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯЕК ВАЛОВ, при котором 05 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54)(57) 1. СИЗНОШЕННЫХ ШЕ механическую обработку шеек, изготовление разнтных оболочек и присоек шейкам, о т л и ч а ютем, что, с целью повыости валов, стыки оболоприсоединении размещают еньшего износа шейки. бпоп.1, отличаютем, что перед механиботкой изношенных шеек отзиг.Изобретение относится к восстановлению изношенных шеек валовустановкой дополнительных деталей,Целью изобретения является повышение надежности восстановленныхвалов.На фиг.1 показана оболочка, изготовленная по форме разрезной втулки; на фиг.2 - то же, изготовленная в виде разрезного полукольца;на фиг.З - то же, прижатая к шейкепри помощи приспособления.На чертежах приняты следующиеобозначения: 1 - шейка вала,диаметр шейки вала подготовленнойдля установки оболочки; 2 - металлическая оболочка, выполненнаяв виде разрезной втулки, 6 - зазорв стыке оболочки; 3 - оболочка, выполненная в виде разрезного полукольца, 1 - радиус оболочки; 4 - теплостойкая прокладка приспособления,предназначенная для прижатия оболочки к шейке вала; 5 - приспособлениедля прижатия оболочки к шейке вала,выполненное в виде клещей; 6 - условное изображение возвратно-постудательного вращения оболочки относительно шейки вала после расплавленин припоя.Способ включает следующую совокупность операций; отжиг изношенных шеек, механическую обработку изношенной шейки перед установкой оболочки, построение эпюры нагрузок, действующих на шейку вала, и определение участка поверхности шейки с наименьшей нагрузкой; приготовление припоя, нанесение слоя припоя на оболочку и шейку, сборку оболочки с шейкой, прижатие оболочки к шейке, нагрев оболочки и шейки до температуры плавления припоя; уменьшение усилия прижатия оболочки и перемещение ее относительно шейки возвратно-вращательно; совмещение оболочки и шейки в заданном положении; увеличение усилия прижатия оболочки к шейке и охлажцение; обработка шейки с оболочкой на номинальной размер.ОУ 666 лНаибольшая допустимая кратковременная температура шейки в условияхоэксплуатации +120 С, Толщина слояприпоя на сторону 2 = 0,05- 5 0,15 мм.Определяем диаметр шейки а пе ред установкой оболочки пс формуле 1 -321, мм 1 О где а номинальный диаметр шейки по чертежам,Б - общий припуск на обработку шейки перед установкой оболочки на сторону еОпределяем общий припуск на диаметр шейки по формуле оБь (" ьи Е )14 16 ) 20где Е - предельный износ поверхности на сторону, равный ц=к 6 2 где- коэффициент предельного износа шейки ( К = 10-4) (чемточнее изготовлена шейка,тем больше величина коэффициента.),- допуск на диаметр шейкитолщина слоя припоя насторону ( Еи - 0,05-0, 15 мм),принимаем Еи = 0,10 мм,- погрешность установки и35закрепления вала Х= 0 12- 0,30 мм, принимаем= 0,15 мм,Согласно изобретению оболочкиизготавливают как иэ однородного,40так и из биметаллического листовогоили полосового материала, которыйсостоит из слоя материала, обладающего хорошей смачиваемостью припоем, и слоя особо износостойкогоматериала в заданных условиях.45При восстановлении шеек установкой биметаллической оболочки общийприпуск на обработку изношенной шейки определяют по формулеП р и м е р. Коленчатый вал изготовлен из стали 65 Г. Номинальный диаметр коренной шейки 110 мм. Поле допуска на размер 0,015 мм, Длина лейки и = 56 + 0,200 мм. Радиус галтели Р, = 6,0-0,5 мм. Наименьшая предельная температура -45 С. где 2, - толщина слоя ленты, обладающего улучшенной смачиваемостью припоем.В данном примере общий припуск на механическую обработку шейки определяют по формуле (2)1207666 температуры нагрева шеики в условиях эксплуатации. Для увеличения качества и надежности восстановленных валов (уменьшения термического влияния на деталь, повышения температуры работы паянного соединения и получения воэможности повторного восстановления валов) применяют припой, в котором в процессе пайки при охлаждении, а также после пайки происходят изменения, приводящие к заметному увеличению температуры распайки соединения по сравнению с температурой пайки.Для получения равномерной, заданной толщины слоя припоя в соединении и интенсификации разрушения окисных пленок в расплавленный припой перед нанесением его на шейки и оболочку добавляют металлический, тугоплавкий смачиваемый припоем микропорошок (например, медный), зернистость которого выбирают по величине заданного зазора между оболочкой и шейкой. В данном примере наибольшие размеры частиц порошка не должны превышать 0,1 мм, а наименьший размер частиц ориентировочно 0,05 мм.Для добавления в припой применяют металлический порошок, спо, собствующий увеличению температуры ,; распайки.(28 ф 0,015+2,01+0,20)ф 1,5 =1,0 мм. Общий припуск (2 ) отсчитываютОбй,от номинального размера в тело шейки. По формуле (1) определяют, что диаметр коренной шейки перед установкой оболочки равен 109 мм.Ориентировочно толщину оболочки 1 находят по следующей формуле 1=2АМ мм (4) где д М - общий односторонний припуск на механическую обработку шейки после соединения оболочки с шейкой.Для обработки шлифованием принимают ьМ в пределах 0,2-1,0 мм. Для данного примера принимают дМ = = 0,6 мм. По формуле (4) находят, что общая толщина оболочки должна быть равной 1 = 1,1 мм.Размеры заготовки для оболочки определяют по следующим формулам. Длина заготовки оболочки после подгонки стыков равна0-( + 2,0н) т мм (5) где 1 - диаметр шейки, подготовленной для установки оболочки,- толщина слоя припоя междушейкой и оболочкой.Ширина оболочки 1 для шеек с двумя галтелями, равна 0 = гп - 2 Р, мм Для шеек с одной галтельюгде е - длина шейки по чертежу,мм,- радиус галтели, мм.Оболочка выполняется в виде разрезного кольца или разрезного полукольца.Цилиндрические оболочки изготавливают с зазором в стыке, равным или больше 0,05 диаметра шейки и меньше 1,5 д (фиг.1). Оболочки, выполненные в виде полуколец, имеют кривизну по внутренней поверхности, радиус которой 8 равен или больше 0,4 диаметра шейки.Припой выбирают с учетом температуры нагрева шейки в условиях эксплуатации. Температура распайки должна быть не менее, чем на 40 процентов больше наибольшей допустимой 5 10 15 20 25 30 Шейки валов в машинах обычно воспринимают нагрузки, изменяющиеся по величине. Причем, например,.".а шейках коленчатых валов, действуют закономерно изменяющиеся силы. Шейки имеют нагруженные участкиповерхности и разгруженные. Для обеспечения более надежной работы восстановленных шеек валов целесообразно стыки концов свертных втулок размещать на участках шеек, воспринимающих наименьшие усилия.Для определения этих участков строят эпюру сил, действующих на шейку вала. Участки поверхности шеек, воспринимающие наименьшую нагрузку по эпюре, отмечают на поверхностях вала, прилежащих к шейке. Поэтому для соединения оболочек с шеиками коленчатых валов можно применять легкоплавкие оловяно-свинцовые припои, содержащие элементы повышающие температуру распайки.Пайку производят следующим обраСоставитель В, Белинкийдактор Т. Парфенова Техред А.Бабинец Коррект яско аказ 125/13В 1000 Подписноевенного комитета СССРетений и открытий35, Раушская наб., д. 4 Тираж ИИПИ Государ о делам изо 5, Москва, 1 ПП "Патент", г ул. Проектная,4 ор 3 1Лудят соединяемые поверхности заготовок оболочек и шеек, Для этого очищают шейки и поверхности оболочек от загрязнений, обезжиривают в растворе каустической соды, подогретой до 80 С. После обеэжнривания промывают горячей водой. Промытую поверхность смазывают травленной цинком соляной кислотой (раствором хлористого цинка). Нагревают шейки и оболочки до температуры кипения кислоты, кладут на поверхность куски припоя, затем поверхность посыпают нашатырем (хлористым аммонием) и растирают жидкий припой паклей до получения на поверхности равномерного слоя припоя в виде полуды. После лужения толщина слоя припоя на поверхностях шейки и оболочки должна быть не менее заданной толщины. Заготовки оболочек,2076 бб Ьпокрытых припоем, изготавливают взапасУстанавливают оболочку 2 на шейку 1, а затем в приспособление 5(фиг,3) и прижимают к шейке. Нагревают оболочку и шейку до температуры. расплавления припоя. Для улучшениякачества слоя уменьшают усилие прижатия оболочки к шейке и перемещают 1 б 5-б раз оболочку с приспособлениемвозвратно-поступательно относительно шейки (позиция 6 на фиг.3). Совмещают стык оболочки с наименеенагруженным участком шейки. Увеличивают усилие прижатия оболочки кшейке. Охлаждают шейки вала обдуваявоздухом, или без обдува. Для получения заданного размера 20 шейки с высокой точностью ее обрабатывают, например, шлифованием.