СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРУЖИН Российский патент 2011 года по МПК B21F35/00 

Описание патента на изобретение RU2415729C1

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способам восстановления упругих свойств пружин, и может быть применено на предприятиях по ремонту сельхозмашин, транспорта, вооружения, грузоподъемной или иной техники.

Уровень техники

Известен способ восстановления упругости пружин, заключающийся в принудительном растяжении и нагреве пружин до необходимой температуры. В ремонтной практике этот способ широкого распространения не получил из-за невысокой производительности и несоответствия требований технологического процесса условиям ремонтных предприятий [1].

Известен способ восстановления пружин, заключающийся в растяжении пружины, нагреве и охлаждении с помощью специального устройства [2]. Однако он не обеспечивает восстановления упругости всех пружин, попадающих на ремонтное предприятие. Например, невозможно восстановить пружины, потерявшие упругость в результате неперпендикулярности торцов или различного изменения шага между витками. Так как здесь растяжение пружины осуществляется за крайние витки, то и после восстановления пружины имеют неперпендикулярность торцов или разный шаг между витками. Во время эксплуатации это приводит к неравномерному распределению нагрузки между витками и вызывает в наиболее нагруженных витках напряжения и деформации, превышающие допустимые.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ восстановления пружин, заключающийся в растяжении пружины, нагреве и охлаждении, отличающийся тем, что растяжение осуществляют последовательно по ее виткам, при этом одновременно с растяжением каждый виток нагревают и обжимают [3].

Недостатком этого способа является длительность технологического процесса, зависящая от необходимости последовательной обработки каждого витка; невозможно исправить неперпендикулярность торцов. Изготовление специального сложного приспособления для каждого вида пружин не под силу большинству ремонтных предприятий, что также является недостатком.

В представленных способах отсутствуют необходимые для обеспечения долговечности пружин отпуск после закалки и дробеструйная обработка для ликвидации возникающих после закалки концентраторов напряжений, не предусмотрена защита поверхности пружин от обезуглероживания при закалке, что является недостатком.

Более того, имеется множество пружин, подвергаемых при изготовлении закаливанию, растянуть которые не представляется возможным из-за большого диаметра витка и связанного с этим обстоятельством большого сопротивления растяжению. Возникшие после растяжения моменты сопротивления растяжению уменьшают силы (F1, F2) восстановленной таким образом пружины, что не позволяет считать восстановленную пружину равноценной первоначально изготовленной.

Раскрытие изобретения

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в разработке технологического процесса, позволяющего расширить технологические возможности способа и повысить качество пружин.

Технический результат достигается за счет наличия новых операций технологического процесса и новой их последовательности, а именно: сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления пружин, включающем в себя растяжение, нагрев и охлаждение пружины, отличающемся тем, что перед растяжением пружину нагревают и нормализуют или отжигают, затем растягивают с шагом, превышающим шаг готовой пружины, производят термообработку и дробеметный наклеп, производят термоосадку или заневоливание пружин, после чего или одновременно с термоосадкой производят пластическое упрочнение ее витков путем сжатия пружины осевой нагрузкой, составляющей (10÷300)F3, где F3 - сила пружины при максимальной деформации. Пластическое упрочнение витков пружины осуществляют путем приложения к ней первоначальной нагрузки, обеспечивающей минимально допустимую осадку, и последующего приложения повторной нагрузки, увеличенной пропорционально отношению требуемой осадки к осадке от приложения первой нагрузки. При этом нагрузки могут быть вибрационными. При достижении заданной высоты пружины повторная прессовка не обязательна. При повышенных требованиях к силовым параметрам производят правку пружины.

При данной последовательности технологических операций производят технологическую осадку пружины, по величине превосходящую осадку пружины в изделии, от чего образуются благоприятные напряженные состояния на поверхности и внутри витков пружины, противодействующие возникновению осадки при работе пружины. Используют метод двукратного приложения нагрузки [4], что уменьшает разброс силовых параметров пружин относительно заданных стандартов. Прилагают нагрузку вибрационно, что обеспечивает ее равномерное распределение по сечению витков пружины [5]. Этим обеспечивается повышение стойкости пружин при работе в изделии и точность ее изготовления по длине и нагрузке, снижается брак при сортировке пружин, уменьшается величина релаксации нагрузки при испытаниях заневоливанием на 48 ч при температуре 130°С до 2,5%. Поскольку пластическое упрочнение витков нагрузкой (10÷300)F3 происходит за доли секунды, то длительность операции пластического упрочнения составляет 1÷5 с.

Определение припуска на осадку пружины и нагрузки известны и освещены в литературе: припуск должен быть больше суммы припуска под осадку в указанных выше технологиях и осадки при работе пружины в изделии - ориентировочно 1,5…2 припуска под обычное заневоливание, и уточняться испытаниями пружин [6, 7].

Предполагается увеличение ресурса восстановленных таким образом пружин в 1,5…2 раза относительно ресурса пружин, восстановленных известными способами, что согласуется с показанным в работе [6] увеличением ресурса пружин при использовании контактного заневоливания после обычного.

Способ осуществляют следующим образом. Производят нагрев и нормализацию или отжиг пружины, затем ее растягивают с шагом, превышающим шаг готовой пружины. Производят термообработку пружин. После 100% люмконтоля и промывки осуществляют дробеметный наклеп. После термоосадки или заневоливания производят пластическое упрочнение витков до достижения требуемой высоты пружины ее сжатием нагрузкой (10÷300)F3, причем термоосадку и пластическое упрочнение витков можно проводить одновременно. Затем производят замеры параметров пружины. Последние операции - нанесение защитного покрытия, консервация и упаковка или установка в изделие. При изготовлении точных по силовым параметрам пружин после растяжения их правят.

Примечание. Под термообработкой пружины подразумевается ее закалка с последующим отпуском в соответствии с режимами, принятыми для определенной марки пружинных сталей [8]. Термообработку производят в защитной среде. Для пластического упрочнения применимо простое в изготовлении устройство [6, с.29].

Источники информации

1. Стенд для восстановления пружин электроконтактным способом. Информационный листок, №47-75, 1975.

2. А.с. СССР №740842, Кл. C21D 9/02, 1977.

3. А.с. SU №1055574 А, B21F 35/00. Бюл. 43, 1983.

4. А.с. СССР 554915, М. кл. B21F 35/00, 10.07.75.

5. А.с. СССР 580474, М. кл. G01M 13/00, B21F 35/00, 1976.

6. Тебенко Ю.М. Проблемы производства высокоскоростных пружин и пути их решения. Монография. - Ставрополь: ООО «Мир данных», 2007, - 152 с.

7. Землянушнова Н.Ю. Расчет винтовых цилиндрических пружин сжатия при контактном заневоливании. Монография. - Ставрополь: АГРУС, 2008. - 136 с.

8. Рахштадт А.Г. Пружинные стали и сплавы. М.: Металлургия, 1982, 400 с.

Похожие патенты RU2415729C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРУЖИН 2009
  • Тебенко Юрий Михайлович
  • Землянушнова Надежда Юрьевна
  • Белков Евгений Григорьевич
  • Землянушнов Никита Андреевич
RU2408737C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ ПРУЖИН СЖАТИЯ 2007
  • Тебенко Юрий Михайлович
  • Землянушнова Надежда Юрьевна
RU2346777C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРУЖИН 2009
  • Тебенко Юрий Михайлович
  • Землянушнова Надежда Юрьевна
  • Белков Евгений Григорьевич
  • Землянушнов Никита Андреевич
RU2410445C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРУЖИН 2010
  • Тебенко Юрий Михайлович
  • Землянушнова Надежда Юрьевна
  • Землянушнов Никита Андреевич
RU2406587C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРУЖИН 2010
  • Тебенко Юрий Михайлович
  • Землянушнова Надежда Юрьевна
  • Белков Евгений Григорьевич
  • Землянушнов Никита Андреевич
RU2413009C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРУЖИН 2010
  • Тебенко Юрий Михайлович
  • Землянушнова Надежда Юрьевна
  • Землянушнов Никита Андреевич
RU2424330C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУЖИН СЖАТИЯ 2005
  • Тебенко Юрий Михайлович
  • Землянушнова Надежда Юрьевна
RU2275270C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ ПРУЖИН СЖАТИЯ 2004
  • Землянушнова Надежда Юрьевна
  • Тебенко Юрий Михайлович
RU2275269C1
СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ВИНТОВЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРУЖИН 2015
  • Тебенко Юрий Михайлович
RU2605541C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРУЖИН 2010
  • Тебенко Юрий Михайлович
  • Землянушнова Надежда Юрьевна
  • Фадеев Виктор Владимирович
  • Землянушнов Никита Андреевич
RU2428272C1

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРУЖИН

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при восстановлении упругих свойств пружин на различных предприятиях. Способ включает растяжение, нагрев и охлаждение пружины. Перед растяжением пружину нагревают и отпускают, затем растягивают с шагом, превышающим шаг готовой пружины, производят термообработку и дробеметный наклеп, осуществляют заневоливание или термоосадку, после чего или одновременно производят пластическое упрочнение ее витков путем сжатия пружины осевой нагрузкой, составляющей (10÷300)F3, где F3 - сила пружины при максимальной деформации. Расширяются технологические возможности процесса и повышается качество пружин. 3 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 415 729 C1

1. Способ восстановления пружин сжатия, включающий растяжение, нагрев и охлаждение пружины, отличающийся тем, что перед растяжением пружину нагревают и отпускают, затем растягивают с шагом, превышающим шаг готовой пружины, производят термообработку и дробеметный наклеп, осуществляют заневоливание или термоосадку, после чего или одновременно производят пластическое упрочнение ее витков путем сжатия пружины осевой нагрузкой, составляющей (10÷300)F3, где F3 - сила пружины при максимальной деформации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пластическое упрочнение витков пружины осуществляют путем приложения к ней первоначальной нагрузки, обеспечивающей минимально допустимую осадку, и последующего приложения повторной нагрузки, увеличенной пропорционально отношению требуемой осадки к осадке от приложения первоначальной нагрузки.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что нагрузку для сжатия пружины при ее пластическом упрочнении прикладывают вибрационно.

4. Способ по п.п.1 или 2, отличающийся тем, что после растяжения производят правку пружины.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2415729C1

Способ восстановления упругости пружины 1982
  • Элькин Сергей Юрьевич
  • Шашкин Анатолий Леонидович
SU1055574A1
Способ заневоливания пружины 1975
  • Тебенко Юрий Михайлович
SU554915A1
Способ изготовления предварительно напряженных винтовых пружин из дисперсионно-твердеющих элинварных сплавов 1985
  • Шередин Владимир Васильевич
  • Жигалко Александр Александрович
  • Кузнецов Владимир Петрович
  • Игнатьев Геннадий Александрович
SU1271617A1
Устройство для внешней регулировки водомеров системы Мейнеке 1930
  • Ющенко М.А.
SU25290A1
US 4719683 A, 19.01.1988
СПОСОБ ВЫРАБОТКИ КОНСЕРВИРОВАННОГО ПРОДУКТА "РЫБНЫЕ КОТЛЕТЫ В ТОМАТНОМ СОУСЕ" 2011
  • Квасенков Олег Иванович
RU2467646C1

RU 2 415 729 C1

Авторы

Тебенко Юрий Михайлович

Землянушнова Надежда Юрьевна

Белков Евгений Григорьевич

Землянушнов Никита Андреевич

Даты

2011-04-10Публикация

2010-02-24Подача