Способ упрочнения пустотелых изделий

(57) Изоботке мебыть исп жет давлением троении зовано в маши я к обработ может быть эобретение относи еталлов давлением льзовано в машинос товлении изделий т инений.ель изобретения роении припа резьбовых зг о расширени остей пут ологических возмо временной обработ ех двух болт н и гаек. Сущность и бретения заключае инчивание боларное что по торцо гайкивам то мощью еск нол новр т га лто спл та ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИ 4334171/31-0224.11.8707.07.89. БПензенский итутВ.С.Григорьев, О..Нехорошев621.785.79(088.8)Авторское свидете308, кл. С 21 0 1тент Англии Р 9643 Ч 2, 1964. УПРОЧНЕНИЯ ПУСТОТЕГЫХ ретение относится к обра ой поверхности с поозволяет расширить тевозможности способаменной обработки двухи, а также повыситьные свойства сопрягае при изготовлении изделии типа реэьбовых соединений. ель иэобретения -расширение технологических воэможностей путем одновременной обработкидвух болтов и гаек. Внутреннюю полость болтов заполняют водой, охлаждают до замораживания воды с созданием напряжений выше предела уп угости, причем внутреннюю полостьобразуют путем попарного свинчиванияпо торцовой поверхности двух болтовс одной или двумя гайками. При свинчивании болтов с двумя гайками последние поджимают друг к другу, усилие свинчивания задают не менее чемР 7 а , где Р - давление льда настенки полости при замерзании воды,а - радиус внутренней полости болта,2 ил. мых деталей. Отпадает необходимость в применении дополнительных элементов (деталей) для образования замкнутой полости, так как этим элементом является гайка - сопряженный элемент болта. Образование замкнутой полости двумя болтами с двумя гайками позволяет одновременно обработать две реэьбовые пары. Попарное свинчивание болтов по торцовой поверхности с гайками увеличивает длин замкнутой полости, что обеспечивает преимущественно осевое нагружение элементов резьбового соединения, Это позволяет в процессе обработки испытать резьбу болтов и гаек на прочность. При осевом нагружении1491893 Ь + аг яаг -т Р Р 7 а,50 где Р 55 вследствие деформации происходит согласование витков резьбы болта и гай.ки по шагу за счет исключения технологических погрешностей изготовле 5 ния, что обеспечивает их приспосаблнваемость. Согласование витков резьбы болта и гайки позволяет распределить нагрузку по всей высоте гайки, а не по двум-трем виткам, как это имеет место в известных соедине" ниях.Попарное свинчивание двух болтов с одной гайкой дает воэможность получить самостопорящееся резьбовое соединение, Это достигается за счет того, что в данном случае осевая деформация витков двух частей гайки, контактирующих с двумя болтами, происходит в противоположных направлениях.На фиг. 1 представлена схема обработки попарно свинченных болтов с одной гайкой, на фиг. 2 - схема попарного свинчивания двух болтов с 25 двумя гайками.П р и м е р. В качестве образцов для упрочнения выбраны пустотелые болты М 48-6 я и гайки М 48-6 Н с шагом резьбы р = 5 мм, высотой гайки Н = З 040 мм в количестве 6 шт. для каждого вида испытаний, Материал болтов и гайки - сталь 45 (сопротивление текучести бт = 3700 кгс/см , модуль упругости Е = 2 10 кгс/см ).35На инструментальном микроскопе измеряют накопленную погрешность по шагу по всей длине свинчивания (высота гайки Н = 40 мм, г = Н/р =5 витков) у болтов и гаек и опре 40 деляют разность между ними, которая равна 70-90 мкм. Болты 1 (фиг,1) свинчивают с гайками 2, размещают их в сосуде для заполнения водой 3 полости болтов. Затем соединяют бол 45 ты попарно по торцовой поверхности с помощью клинового зажима, поджимая их один к другому с усилием Р. Усилие Р определяют по формуле 2000 кгс/см - давлениельда на стенку при замерза.нии воды в закрытом сосуде,а - внутренний радиус пологоболта,из условия нераскрытия стыков поторцовой поверхности болтов 1. Внутренний радиус полости болта а выбирают из условия, что напряжения вматериале болта за пределами упругости, т.е. как для толстостенногососуда Подставляя в эту формулу известные данные, получают а = 13 мм, а усилие, растягивающее болт, Р = Ра =10616 кгсПосле этого собранные болты с гайками охлаждают до температуры 263-243 К до полного замораживания воды. Далее производят оттаивание воды и освобождение болтов с гайками из клинового зажима, свинчивание гаек с болтами и, измерение накопленных погрешностей и их разности после обработки болтов и гаек. Разность накопленных погрешностей составляет 7-10 мкм.Таким образом, эа счет податливости резьбового соединения при нагрузке, т.е. деформаций в теле болта и гайки на длине свинчивания, контакТных и местных пластических деформаций в витках резьбы происходит приспосабливаемость рабочих боковых поверхностей витков резьбы и, как следствие, повышение эксплуатационных свойств (несущей и демпфирующей способности, исключение возможности явления крипа в соединении, и др.)При обработке двух болтовс одной гайкой (фиг. 1) в той же последовательности, в которой осуществляется обработка попарно свинченных болтов с двумя гайками, разность накопленных погрешностей по шагу у болтов и гайки увеличивается и составляет 140- 150 мкм. Это происходит за счет разнонаправленной деформации в витках гайки. Следствием разнонаправленной деформации является образование болтом и гайкой резьбового 1 6 Нсоединения М 48 -- с минимальным6 Ь зазором, равным нулю, вместо исходного (до обработки) соединения с га 6 Н рантированным зазором М 48 - в . Табр ким образом, обеспечивается предохранение резьбового соединения от самоотвинчивания, т,е. самостопорение.По сравнению с известным предлагаемый способ упрочнения пустоте 1491893;,ь-.х я:дглий, преимущественно крупногабаритных болтов, расширяет технологические возможности по обеспечению зкс;тлуатационных свойств, Так, за счет сопряженной обработки резьбовых пар болт - гайка при нагружении их вдоль оси за пределами упругости происходит одновременно и пытание на прочность резьбы с избежанием в дальнейшем явления крипа в резьбовом соединении, т.е. увеличения деФормации без увеличения нагрузки, что важно для резьбовых соединений, работающих при высоком давлении. Происходит предохранение резьбового соединения от самоотвинчивания, обеспечение демпФирования за счет более равномерного распределения нагрузки по виткам во избежание их последовательного (цепного)разрушенияКроме того, реализация способа не требует специального технологического оборудования, способ прост в осуществлении, позволяет утилизировать энергетические ресурсы, экономить металл при обеспечении высоко, несущей способности и равнопрочности всех составляющих элементов5резьбы.Формула и з о б р е т е н и яСпособ упрочнения пустотелых из 1 п делий, преимущественно крупногабаритных болтов и гаек, включающий заполнение внутренней полости водой,охлаждение воды до замораживания ссозданием в материале изделия напря 1 жений выше предела упругости, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения технологических возможностей путем одновременной обработкидвух болтов и гаек, заполнение внутренней полости болтов осуществляютпутем их погружения в емкость с водой и попарного свинчивания болтовпо торцовой поверхности с помощьюъ 4гаек с усилием не менее, чем Р,а25 где Р - давление льда на стенки,полости при замерзании воды, а - радиусвнутренней полости болта,1491893 Составитель А. КулеминТехред А,Кравчук Корректор О.Кравцова Редактор В.Петраш Заказ 3830/28 Тираж 530 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101