Способ правки валов

/"ф;,. / ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИД Н АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ СР0.7 54)(57).1. СПОСОБ ПРАВКИ ающий установку вала на агружение вала поперечн щими силами и приложение онцов вала вибрационной т л и ч а ю щ и й с яВАЛОВ,вклюдне опоры,щи изгибаюк одному изнагрузки,тем, что,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Институт проблем литья АН УС(56) Авторское свидетельство. ССУ 559970, кл, С 21 Р 1/30, 15.1 с целью повышения качества правки путем уменьшения внутренних напряжений, вал дополнительно нагружают направленными в противоположные один относительно другого стороны статическими крутящими моментами, приложенными в сечениях вала, через которые действуют изгибающие силы, вибра ционную нагрузку прикладывают к валу эксцентрично его продольной оси, направление вибрационной нагрузки постоянно изменяют, при этом крутящие моменты регулируют по величине.2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что направленные в разные стороны крутящие моменты не равны между собой.Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частностик способам правки валов.Цель изобретения - повышение качества правки путем уменьшения внутренних напряжений,На чертеже показана схема реализации предлагаемого способа виброобработки длинных валов.При установке дебалансного вИбровозбудителя 1 через промежуточныйрычаг 2 создают плечо Ь между осью 3вращения дебаланса 4 и осью вала 5.Создаваемая вибровозбудителемвозмущающая сила Р, вызывающая изгибную составляющую колебаний вала, определяется по выражениюР=ч 1 чгде,с - масса дебаланса,1 - эксцентриситет, 20и - частота вращения дебаланса.Так как возбуждаемые виброколебания подают на вал через плечо Ь между осью и Центром приложения возмущающей силы, то кроме изгибных колебаний на вал действует скручивающий.момент, пропорциональный произведению возмущающей силы на плечо Ь:М = РеЬ,а изменение возмущающей силы Р во времени по синусоидальному З 0законуР = Р зпд,где Г - максимальное значение возмчксмущающей силы,вызывает изменение по такому жезакону и скручивающего момента М скруговой частотойМ МзпмС,где М - максимальное значениема цсскручивающего момента. 40Таким образом, передача виброколебаний на вал через плечо вызываетвозбуждение крутильных колебаний вала одновременно с наложением изгибныхколебаний и приводит к улучшению протекания микропластического деформирования и дислокационной перестройкипо сечению вала.Для усиления эффекта возбуждениякрутильных колебаний дополнительнопо длине вала создают статические моменты масс М,М= ЧЬ,.Усиление эффекта возбуждения крутильных колебаний при создании статических моментов масс достигается приналожении вибраций на обрабатываемыйвал и возбуждении при этом колебательных движений статических моментов масс, вызывая тем самым закручивание элементов вала.Статические моменты масс создают, располагая справа и слева от оси вала рычажно-маятниковые механизмы б, конструктивно представляющие собой жестко закрепленный перпендикулярно оси вала маятниковый рычаг 7 с плечом Ь; и установленной на нем сосредоточенной массой о , где 1 - порядковый номер рычажно-маятникового механизма. Расположение рычажно-маятниковых механизмов в зонах возбуждениямаксимумов амплитуд скручивания вызывает наибольшую их раскачку и скручивание участка вала на максимальныйпри этом угол.Для уменьшения количества устанавливаемых рычажно-маятниковых механизмов их необходимо устанавливать на максимумах амплитуд, определяемых по первым резонансным частотам, так как на частотах, кратных первым резонансным частотам, также будет осуществляться эффект усиления крутильных колебаний.Максимума динамических напряженийдобиваются оптимальной настройкойрычажно-маятниковых механизмов, для,чего в процессе наложения вибрацийрегулируют длину плеч рычагов и величину сосредоточенных масс, устанавливая резонанс крутильных колебаний на резонансной частоте изгибных колебаний.Максимум динамических напряжений при определенной накладываемой возбуждаемой силе необходим для повышения скорости степени протекания упругопластического деформирования элементов вала и перестройки дислокационной структуры, что приводит к повыше нию качества стабилизации геометрических размеров валов.Исследования показывают, что повышению равномерности распределения упругопластических деформаций от изгибных колебаний способствует и вращение вала в процессе виброобработки.Нарушая равенство М + М = 0л ст ст левосторонних М и правостороннихлМ, статических моментов масс, изменяется внутренний баланс колебательнои системы, в результате чего возникает крутящий момент, вызывающий вращение вала, что приводит к повышениюравномерности снижения остаточныхнапряжений.1230715 Скорость вращения вала определяется величиной рассогласования лево- сторонних и правосторонних статических моментов масс и пропорциональна величине этого рассогласования. 5Обработанные согласно предлагаемому способу валы имеют низкий уровень остаточных напряжений и стабильность геометрических размеров в процессе операций механической обработки. 10П р и м е р. Проводили виброобработку валов иэ стали СТ 35 массой . 1340 кг по предлагаемому способу с Показатели 1 2 3 4 Величина средних нормальных внутренних напряжений в валах до виброобработки,мПа 176 128 179 205 Величина средних тангенциальных внутреннихнапряжений в валах довиброобработки, мПа 182 153 205 207 63 55 47 49 35 29 37 33 Резонансные частоты 11,24обработки, Гц 49 10, 23 11, 2348 49 9,2243 Возмущающее усилиевибровозбудителя начастоте 100 Гц, Н 15000 15000 15000 15000 78 75 73 79 Максимальные динамические скручивающиенапряжения вала наверхней резонанснойчастоте, мПа 64 60 68 67 Уровень внутреннихнормальных напряжений в валах после виброобработки, мПа Уровень внутренних касательных напряженийв валах после виброобработки, мПа Максимальные динамические предельныерастягивающие напряжения вала на верхнейрезонансной частоте,мПа целью снижения уровня остаточных напряжений и стабилизации размерной и геометрической точности.Были обработаны полые валы длиной 9655 мм, диаметром отверстия 55 мм н наружным диаметром 160 мм, имеющие на одном конце фланец диаметром 410 мм. Полученные при проведении исследований данные приведены в таблице.Предлагаемый способ способствует повышению качества правки.1230715 Показатели Время обработки нарезонансных частотах,мПа 35 35 35 35 9 11 8 13 Коробление (прогиб)вала после проведениятокарной обработки,мм 0,09 0,11 0,16 0,05 Составитель Э.Копаев Техред М.Ходанич Корректор С Шекмар Редактор М,Бандура Заказ 2478/13 Тираж 783 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Среднеквадратическоеотклонение остаточныхнапряжений после виброобработки, мПа Продолжение таблицыРежимы обработки