Способ восстановления полых цилиндрических деталей

СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 23 Р 6/ И ИСАН ТЕ ЗОБ ОРСКОМ ДЕТЕЛ ЬСТВ 2 рхно лицев.На фиг. 1изующее предечение А - А нУстройствоой детали 1,азора как ча о устройство, реаспособ; на фиг, 2 -изображен лагаемый фиг. 1,состоит ставленн стнь 1 й сланавливаерицу 2 (без авномерноиз вос ойвмучай -ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им, акад.В.Н,Образцова(56) Авторское свидетельство СССРМ 683882, кл, В 23 Р 700, 1979.(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОЛЫХЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к восстановлению полых цилиндрических деталей, изношенных по внутреннему диаметру срельефной поверхностью, например сошлицами, и предназначено для восстановИзобретение относится к восстановлению полых цилиндрических деталей, изношенных по внутреннему диаметру с рельефной поверхностью, например, со шлицами, и предназначено для восстановления шлицевых карданных вилок локомотивов и шлицевых втулок автотехники.Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа при восстановлении изношенного профиля деталей с внутренними шлицами как по диаметру выступов и впадин, так и по ширине ш.9 Ы, 1676785 А 1 ления шлицевых карданных вилок локомотивов и шлицевых втулок автотехники, Цель изобретения - расширение технологических воэможностей способа при восстановлении изношенного профиля деталей с внутренними шлицами как по диаметру выступов и впадин, так и по ширине шлицев. Деталь (Д) 1 устанавливают в матрицу 2 с зазором по высоте. Внутрь Д 1 вводят охлаждаемый металлический цилиндр 3, диаметр которого равен диаметру Д 1 по выступам шлицев, Затем Д 1 нагревают изнутри до температуры на шлицах 800-950 С и 300 - 400 С на ее внешней поверхности, Нагрев Д 1 в стесненных условиях приводит к перераспределению металла. Таки л образом, восстанавливается ширина шлицев, 2 ил. го износа шлицев), внутрь шлицевои втулки введен металлический цилиндр 3, во впадины шлицев между втулкой и цилиндром установлены трубки индуктора 4, охлаждаемые водой, в теле цилиндра также имеются каналы 5 с циркулирующей по ним охлаждающей водой, для размещения трубок индуктора повышенного сечения в цилиндре вдоль впадин шлицев выполнены пазы 6.Предложенный способ осуществлен следующим образом.Изношенную по внутренней паве сти шлицевую втулку устанавливают в матрицу, охлаждаемую водой. Если шлицы изношены неравномерно по высоте втулки, то между ее внешней стороной и корпусом матрицы оставляют зазор, рассчитываемый по известным формулам, Для простоты при 1676785мем, как частный случай, равномерный износ шлицев по высоте втулки, тогда втулку можно установить в матрицу без зазора, как это отражено на фиг, 1 и 2,Перед нагреванием детали внутрь ее вводят металлический водоохлаждаемый цилиндр. Его диаметр выбран с таким расчетом, чтобы после остывания детали диаметр по выступам шлицев соответствовал бы номинальному. Затем во впадины шлицев вводят трубки индуктора 4, также охлаждаемые водой, и подводят к ним ток высокой частоты (ТВЧ). По мере нагревания шлицевой втулк;1 в условиях отсутствующего зазора между деталью и матрицей последняя препятствует свободному расширению детали в плоскости стенки втулки, что приводит ее к пластической деформации - перераспределению металла по толщине стенки внутрь втулки, В последующий момент, когда выступы шлицев войдут в соприкосновение с поверхностью цилиндра, в процессе дальнейшего нагрева будет происходить стесненное деформирование шлицев. Так как шлицы лишены возможности свободно расширяться вверх (от основания), то будет происходить перераспределение металла шлицев по их ширине. В этот момент очень важно обеспечить перепад температур от 800-950 С на шлицах до 300 - 400 С на внешней поверхности детали, Это связано с известными особенностями пластического деформирования металла - чем выше температура, тем он более податлив, Чтобы обеспечить максимальное пластическое деформирование в зоне шлицев с одной стороны и, по возможности, сохранить общую геометрию детали, с другой, необходимо выдерживать перепад температур в названных пределах. Превышение верхнего предела может привести к укреплению зерен аустенита и снижению прочностных характеристик металла, Увеличение температуры наружных слоев и связанные с этим геометрические изменения могут вызвать затруднения при сопряжении восстанавливаемых деталей со смежными рабочими узлами.П р и м е р, Из штатной изношенной детали коробки передач дизель-поезда Д - 1 карданной вилки) изготовили образцы шлицевых втулок наружным диаметром 160 мм, Внутренняя геометрия новой детали в соответствии с рабочим чертежом (ДП 47,62.12.01) составляет, мм: диаметр по впадинам шлицев 102026, диаметр по Вы+ 0,80,ступам шлицев 92 +0,35, ширина впадины шлица 14 + 0 . (всего шлицев 10),+ 0,1 11 Согласно нормативной документациина эксплуатацию и ремонт дизель-поезда Д - 1 восстановлению подлежат втулки с износом более 0,1 мм на сторону (боковой 5 поверхности шлица).Контрольные замеры показали, что величина износа может достигать и больших значений 0,25 - 0,35 мм), Поэтому выполнен расчет по определению возможностей мето да по упрощенной (в сторону запаса) методике. Представим себе балку-полоску длиной, равной отстоянию выступа шлица от наружной поверхности детали, и шириной, соответствующей ширине шлицэ; По 15 концам балка-полоска защемлена: с однойстороны матрицей, с другой - внутренним цилиндром. Для наших условий длина балки-полоски составит (160 - 92):2 =-34 мм. Условно разобъем балку по длине на три части: 20 1+ 2+ 3 =1+1+ 1,4 см, тогда относительныетепловые удлинения каждого элемента могут быть вычислены по формулеЛ= с Т,25где Ь- относительные тепловые удлинения, см;с - коэффициент линейного расширения (для стали 12 10 б 1/С);ЗО Т - температура нагрева, С,ТогдаЛ 1=1,0 12 10 400 =48 10 см- у стенки матрицы;Ь 2=1,0 12 10 б 600 =72 10 см35 - в средней части балки;Л э=1,4 12 10 800=134 10 см- у поверхности внутреннего цилиндра;Л 4 = Л+ Л 2+Л 3 = 0,254 мм - настолько может удлиниться балка полоска40 при свободном деформировании, Тэк какбалка-полоска лишена такой возможности,то по достижении высокой температурыпроизойдет перераспределение металла набоковые поверхности балки-колоски, ими 45 тирующей деформации шлица. Посколькуширина шлица почти втрое больше его высоты, то можно утверждать, что шлиц станетшире не менее, чем на 0,25 - 35 мм, Такимобразом, возможно восстановление дета 50 лей типа шлицевых втулок данным способом. Из штатной карданной вилки изготовлен опытный образец, представляющий собой полый цилиндр высотой 40 мм и. наружным диаметром 160 мм. Внутренняя геометрия цилиндра соответствует чертежным, приведенным выше, с естественным износом, Образец вставляли в матрицу наплотной посадке, Внутрь образца вводится сплошной цилиндр высотой 42 мм (также на плотной посадке). Затем к противоположным выступам шлицев, к их торцам, подводили ток от стыковой контактной машины при небольшом давлении, исключающем искрение и подгорание контактов, но не подвергающее деформациям зону нагрева, Температура шлица контролировалась визуально по цвету каления. После остывания образец вынимали из матрицы и измеряли ширину шлицев в срединной зоне нагрева, Замеры показали уширение шлицев, в среднем на 0,3 - 0,35 мм, тем самым подтвердили реальность расчетов,Предлагаемый способ восстановления полых цилиндрических деталей, имеющих рельефную поверхность, например шлицевую, имеет ряд преимуществ перед другими: во-первых, задауа восстановления геометрии шлицев во втулках решается в полной степени и достаточно простыми средствами; во-вторых, отпадает необходимость в трудоемких наплавочных работах, сопряженных со сложностью проникновения внутрь шлицевых втулок; в-третьих, способ позволяет восстанавливать втулки со шлицами, имеющими цементируемые поверхности, что для наплавочных работ со вершено неприемлемо.Формула изобретения Способ восстановления полых цилиндрических деталей, при котором восстанавливаемую деталь устанавливают в матрицу 10 с заданным по высоте детали зазором, нагревают ее изнутри с регламентированной скоростью, а затем охлаждают, о т л и ч.а ющ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа 15 при восстановлении измененного профилядеталей с внутренними шлицами как по диаметру выступов, так и по ширине шлицев, перед нагреванием детали внутри нее устанавливают охлаждаемый металлический ци линдр, диаметр которого соответствуетноминальному диаметру детали по выступам шлицев, а нагрев осуществляют до перепада температур на шлицах от 800-950 С до 300-400 С на внешней поверхности де тали.1676785 Составитель Н.Грудедактор М.БокареваТехред М,Моргента ектор 0 л при ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж ул, Гагарина, 101 аказ 3070 Тираж 446 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5