Способ дагиса и кошика восстановления деталей типа втулок

(55 В 23 Р 6/00 Е ИЗОБР ТЕНИЯ ОПИСА АТЕНТУ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(75) З.С.Даги (73) З.С.Даги (56) Авторско М 1092030, к . (54)СПОСОБ НОВЛЕНИЯ (57) Использо шенных дета ем пластиче изобретения Бюл. % 46и А.П.Кошиксвидетельство СССР . В 23 Р 6/00; 1982.ДАГИСА И КОШ И КА ВОССТАДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК вание: восстановление изноей типа втулок с примененикой деформации, Сущность привосстановлении после изИзобретение относится к области восстановления изношенных деталей типа втулок с применением пластической деформации.В частности изобретение относится к способам восстановления внутренних и наружных размеров изношенных втулок подшипнйков скольжения, изготовленных из цветных металлов и их сплавов,Изобретение может быть применено для восстановления изношенных бронзо.- вых втулок подшипников, например втулок верхних головок шатунов, втулок распределительных валов; водяных насосов, втулок промежуточных шестерен газораСпределения и т,д. на ремонтных предприятиях агро- промышленного комплекса и других отраслей народного хозяйства,Известен. способ аналог восстановления бронзовых втулок подшипников.Согласно способу аналогу размеры изношенных поверхностей бронзовых втулок подшипников восстанавливают с помощью менения наружныхивнутренних рйэмеров изношенных деталей типа втулок, для компенсацйй недостающего матерйала исоздания припусков на механическую обработку . на наружных или внутренних поверхностях применяют установку ремонтных деталей типа втулок с натягом, а для изготовления ремонтных деталей применяют заготовки,изготовленные из таких же изношенных восстанавливаемых деталей, прошедших пластическое деформирование в направлении, противоположном направлению деформации при восстановлении детал3 ил,термодиффузионного нанесения материала на поверхностях. Термодиффузионным способом на поверхностях втулок напекают цинк. В специальную тару помещают вос- й станавливаемые втулки рядамй и погружают их в порошкообразную шихту, основной составляющей которой является порошко- а образный цинк и нйполнитель, Наполненную емкость закрывают и-загружают в термическую печь. Нагревают до заданной температуры; охлаждают и удаляют шихту.При нагреве происходит термодиффузионное осаждение нй наружных и внутренних поверхностях цинка и одновременно насыщение осажденного цинка компонентами бронзы,Прй этом увеличиваются наружные и уменьшаются внутренние размеры втулок, Затем наружные и внутренние поверхности обрабатывают на заданные (номинальные)размеры.Применение способа аналога рекомендуется для восстановления размеров наружных и внутренних поверхностей бронзовых подшипников турбокомпрессоров тракторных и комбайновых дизелей СМД,Недостатками способа-аналога является высокая трудоемкость и сложность процесса, вредные производственные условия его выполнения, изменение химического состава рабочих поверхностей, э следовательно, и уменьшение ресурса деталей, Поэтому он не нашел шйрокого применения. Кроме того часть деталей с большими износами не поддается восстановлению и уходит в брак,Известен также способ-аналог восстановления размеров изношенных деталей, который включает подготовку поверхностей, изменение внутренних и наружных размеров изношенных деталей холодным деформированием и их механическую обработку до требуемых размеров, Если же восстанавливают стальные закаленные детали, то их перед пластическим деформированием отжигают или проводят высокий отпуск, а "после пластического деформирования, кроме механической обработки проводят и термическую.Согласно способу-аналогу применяют следующие варианты восстановления полых деталей, При необходимости"восстайовления внутренних и наружных размеров изношенных полых деталей применяют обжатие. Этим способом уменьшают внутренний диаметр деталей за счет уменьшения их наружного диаметра. После обжатия на наружной поверхности для образования припусков наносят слой материала, например электроконтактной приваркой стальной ленты. Затей внутреннюю и наружную поверхность обрабатывают на зарайные размеры. По второму варианту способа, если необходимо восстановить наружную изношенную поверхность, применяют раздачу полых деталей при помощи сферйческих и конических прошивок (пуансонов), Раздачей увеличивают наружный размер и создают запас материала на обработку этой поьерхности на заданный размер за счет увеличения внутренних размеров, После этого наружная поверхность может быть обработана на заданный размер. Что же касается исходных внутренних размеров, то после раздачи деталей по известным способом их не восстанавливают.Для обеспечения взаимозаменяемости и работоспособности восстановленных полых деталей типа подшипниковых втулок требуется в процессе восстановления обеспечить возвращение им исходнь 1 х наружных и внутренних размеров, Для достижения этой цели способ-аналог неприемлем.10 "верхности втулки пластическим дефор 15 20 обстоятельство имеет существенное зна 25 30 35 40 45 50 55 Известен способ восстановления размеров изношенных деталей; который по своей технической сущности является наиболее близким нашему и его следует считать прототипом. Процесс восстановления по способу-прототйпу вклюцает в себя установку компенсирующей втулки в отверстйе восстанавливаемой гильзы, пайки и последующую калибровку внутренней помированием, После цего при необходимости обрабатываются наружные поверхности.Недостатком способа является то, что компенсирующую втулку изготавливают из нового материала, что ведет в первую очередь к изменению сочетания материалов в подвижных соединениях деталей и к дополнительному расходу металла. Особенно это чение при расходе цветных и других дорогостоящих металлов и сплавов. Кроме того, ремонтные предприятия в большинстве случаев для восстановления деталей специальные оплавы и металлы не имеют и заменяют эти материалы другими, как правило, с более низкими характеристиками, что ведет к снижению ресурса сопряжения в целом.По способу-прототипу не регламентирован материал ремонтной втулки, крепление ее в гильзе осуществляется пайкой, Процесс же припайки трудоемок и при этом трубует значительных энергетических затрат, В целом способ-прототип обладает ограниченными технологическими возмокностями и требует дополнительного расхода материалов,В связи сизложенным целью изобретения является расширение технологических возмокностей и уменьшение расхода материалов при восстановлении деталей.Поставленная цель достиг 1 ается тем, что ремонтные детали (компенсирующие втулки) изготавливают из аналогичных восстанавливаемых деталей пластическим деформированием в радиальном направлении, противополокном направлению деформирования восстанавливаемых. Изобретения поясняют следующие чертежи.На фиг, 1 изображена схема приспособления и процесса раздаци изношенного бройзового подшипика вала ротора турбокомпрессора тракторного двигателя СМД; на фиг. 2 изображена схема приспособления и процесса обжатия изношенной втулки и изготовления заготовки для ремонтных втулок; на фиг, 3 а и б показан разрез восстановленного бронзового подшипника: а - ремонтная втулка установлена на наружной1782201 10 20 55 поверхности; б - ремонтная втулка установлена во внутренней поверхности.На чертежах и в тексте описания изобретения приняты следующие обозначения: 1 - подставка для раздачи втулки подшипника; 2 - втулка подшипника в процессе раздачи; 3 - пуансон для раздачи; 4 - подставка матрицы; 5 - матрица для обжатия втулки подшипника; б - ремонтная деталь;7 - оправка для обжатия; Р - векторсилы, действующей при пластическом деформировании.Предложенный способ восстановления изношенныхдеталей обеспечивает восстановление номинальных размеров наружных и внутренних поверхностей втулок. Он имеет два варианта. По одному варианту ремонтную деталь устанавливают на наружной поверхности восстанавливаемой втулки (фиг. За), По другому варианту ремонтную деталь устанавливают на внутренней поверхности восстанавливаемой втулки (фиг, Зб).Рассмотрим сущность способа на примере варианта с установкой ремонтной детали на внутреннюю поверхность, в наиболее общем случае, когда изношены как внутренняя, так й наружная поверхна-; сти.На первом этапе подставку 1 устанавливают и закрепляют на столе пресса, В пуансонодержателе штока пресса крепят пуансон 3. Устанавливают в подставку 1 смазанную восстанавливаемую втулку 2. Прессом создают давление Р и проталкивают пуансон через втулку. Происходит увеличение наружных и внутренних размеров поверхностей.В результате этой операции на первом этапена наружной поверхности получают и рипуск на механическую обработку,Что же касается внутренних поверхйостей, то они не имеют припусков на обработку, Недостающий слой материала для обработки внутренней поверхности, согласно изобретению, получают путем установки во внутрь восстанавливаемой втулки ремонтных деталей, изготовленных с учетом припусков на обработку внутренних поверхностей после сборки,При этом, с целью сохранения ресурса деталей в процессе эксплуатации, материал ремонтной детали должен быть таким. же как и восстанавливаемой, Это условие для ремонтных предприятий наиболее доступно обеспечить тем, что ремонтные детали следует изготавливать из тех же восстанавливаемых деталей. Поэтому на следующем (втором) этапе изготавливают заготовки для ремонтных деталей и ремонтные детали из изношенных деталей.Для этого подставку 4 с матрицей 5 устанавливают на стол пресса, В матрицу устанавливают изношенную втулку 2, Крепят оправку 7 в штоке пресса. Проталкивают деталь 2 через калибрующее отверстие матрицы 5,Происходит обжатие детали 2 и уменьшение ее внутреннего и наружного диаметра, При этомобразуется припуск на внутренйей поверхности для обработки ее на заданный увеличенный номинальный размер; а наружный размер имеетдостаточ ную величину излишнего материала для изготовления из заготовки ремонтньх деталей; Изготавливают ремонтную деталь. Растачива ют втулку, прошедшую раздачу, и запрессовывают с заданным натягом в нее ремонтную деталь, Далее втуЛка направляется на механическую обработку внутренних и наружных поверхностей на заданные размеры.Таким образом восстанавливается де таль по всем параметрам. Происходит расширение технологических возможностей способа. Согласно способу в процессе восстановления получают восстановленную деталь, состоящую из"восстайавливаемой и 30 ремонтных деталей; При этом части восстанавливаемой детали, находящиеся в неподвижном соединении, могут. бытьизготовлены из материала, который отличается от материала восстанавливаемой детали по 35 антифрикционным и прочностным свойствам.Приемная часть пуансонов (прошивок),"применяемых"при"раздаче втулок; должнаиметь угол входа конической части не более 40 8 О, а выхода не более 20, калибрующийпоясок выбирают,в пределах 5 - 8 мм,Расчет диаметра калибрующего пояскаприводится ниже в примере.П р и м е р, Ставится задача произвести 45 восстановление предложенным способом- изношенных бронзовых подшипников турбокомпрессоров тракторного двигателя СУД, имеющего вйр;сложной формы втулки(фиг, 1).50 В процессе эксплуатации во внутреннем отверстйи"-подшипника вращается стальной вал ротора турбокомпрессора. Наружная поверхность подшипника является опорной, подшипник по переходной посадке установлен в гнездо корпуса турбокомпрессора, закреплен неподвижно и практически изнашивается незначительно.Для обеспечения работоспособности и взаимозаменяемости наружные и внутренние размеры восстанавливаемых подшипников целесообразно обработать по рабочим чертежам завода-изготовителя.Согласно рабочему чертежу наружный диаметр подшипника б 32 фф мм, внут 0,06 ренний диаметр О" 18+ 0,18 мм и длина подшипника= 70-0,06 мм.Проведем расчеты промежуточных й окончательных размеров, необходимых для восстановления наружных и внутрейних поверхностей подшипнйка и для разработки технологической оснастки.Исходйые данные, необходимые для расчета:толщина ремонтной втулки на восстанавливаемой:поверхности 1 = 3,4 мм;наибольшйй износ внутренней. поверхности подшипника по результатам статистических исследований на диаметр - =0,4 мм;монтажный натяг между ремонтной и восстанавливаемой втулками (разноСть диаметров) в среднем выбираем не более М =. =0,2 мм;односторонний припуск на обработку внутренней Ер и наружной 2 д поверхности подшипника Ео = 0,3 мм, 2 а = 0,4.мм;упругая деформация при раздаче и об-. жатии подшипников д = 0.3 мм на диаметр (определяют опытным путем).Расчет наружного диаметра б 1 корпуса . прошедщего раздачуб 1= б+2 Ы ммб 1 = 32+2,0,4 =32;8 мм.Расчет внутреннего диаметра 01 обжа-. . того подшипника для заготовок ремонтных втулок01 = О+ 22 о, мм01=18-2. 0,3 =17,4 мм.Расчет наружного диаметра ремонтной втулки б 2б 2= б+21, ммб 2 = 18 + 2. 3,4 = 24,8 мм,Номйнальный внутренний посадочный диаметр в восстанавливаемом корпусе под реМонтную втулку 02 равен б 2 и составляет 24,8 мм.Расчет диаметра бз калибрующей части пуансонов 3 для раздачи подшипника при восстановлении:бз= О+ +2 Ед+ д, ммбз = 18 + 0,3 + 2. 0,4+ 0,3 = 19,5 ммРасчет диаметра Оз калибрующего пояска матрйцы 5 для обжатия подшипника при изготовлении заготовок ремонтных втулокОз= б --22 о - д, ммОз = 32 - 0,4 - 2;0,3 - 0,3 = 30,7 мм.Восстанавливают бронзовые подшипники турбокомпрессоров в следующей последовательности.Устанавливают на стол гидропресса подставку 1 (фиг, 1) в сборе со смазанным корпусом подшипников 1, Гидропресс вы-, бирают с усилием на штоке ориентировочно 15 тонн, Крепят пуансон в пуансонодержателе пресса. При помощи гидропресса проталкивают пуансон через подшипник. 5 10 Изобретение гарантирует возможность получения ресурса соединения восстановленных деталей на уровне новых. Снимают подшипник, направляют на обработку его внутренней поверхности подремонтную втулку до диаметра 02=24,8-8,Щр мм, как это показано на фиг, Зб15 Устанавливают подшипник в подставку и на.стол пресса, запрессовывают ремонтнуювтулку в восстанавливаемую с одного конца,а затем поворачивают и запрессовываютвторую втулку со второго конца. Отправля 20 ют подшипник 2 в сборе с ремонтными втулками 6 (фиг. 3) на обработку наружных ивнутренних поверхностей на заданные размеры окончательно,Ремонтные втулки изготавливают в сле 25 дующей последовательности, Обжимаютизношенный подшипник 2 (фиг. 2) й получают заготовку для изготовления ремонтныхвтулок.,Направляют обжатый подшипникдля изготовления ремонтных втулок 6 фиг;30 Зб. Выбирают наружныйдиаметр ремонтных втулок;б 2= 24,83;Я мм.Изготовленные ремонтные втулки на 35 правляют на сборку их с восстанавливаемыми подшипниками.Предложенный способ восстановлениядеталей типа втулок обладает следующимитехнико-экономическими или иными пре 40 имуществами.Изобретение обеспечивает восстановление размеров как наружных, так и внутренних поверхностей с применениемпластического деформирования.45Расширены технологические возможности способа восстановления внутренних поверхностей, сокращена трудоемкостьработ,Применен наиболее доступный для ре 50 монтных предприятий способ изготовленияремонтных деталей из.этого же материала,.что и материал восстанавливаемой детали.Для получения заготовок ремонтных деталей в первую очередь используются детали55 этого же ремонтного фонда, ранее направляемые в брак.Предложенный способ осуществим надействующих предприятиях без дополнительного технологического оснащения и увеличения производственных площадей; Достигается уменьшение расхода дорого стоящей антифрикционной бронзы, а также сберегаются трудовые и энергетические ресурсы.Изобретение дает возможность провести неоднократное повторное восстановле ние деталей,При необходимости способ позволяет выполнить корпус втулки из другого дешевого металла (например из стали или менееценных цветных металлов и их сплавов, Ына 15 рабочйе поверхности изготовить ремонтные детали из втулок ремонтного фонда. Ф о р мул а изобретен ия Способ восстановления деталей типа втулок, включающий изменение внутренних и наружных размеров деталей пластическим деформированием в радиальном направлении, изготовление ремонтных деталей, их сборку по посадке с натягом с восстанавливаемыми и последующую механическую обработку, о т л и ч а. ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможйостей способа и сокращения расхода материалов на восстановление, ремонтные детали изготавливаЮт из аналогичных восстанавливаемыхдеталей пластическим деформированием в радиальном йаправлении, противоположном направлению деформирования восстанавливаемых.1782201 Составитель 3. ДагисТехред М.Моргентал Корректор О. Густ а еда кто аказ 4286 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101