Устройство для определения ресурса деталей с цилиндрическим отверстием Советский патент 1984 года по МПК G01N3/18 

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что каждая проб ка вьшолнена в виде двух усеченных конусов, соединенных большими основаниями, внутренние поверхности второй втулки у ее торцов вьшолнены коническими, сопрягающимися с обра.щенными к ним поверхностями пробок, а обращенные ,в другую сторону конические поверхности пробок предназна-

191

чены для взаимодействия с коническими поверхностями цанг.

3. Устройство по П.1, о т л и чающее С я тем, что на наружной поверхности первой втулки выполнены канавки, а устройство снабжено установленными в этих канавках кольцами из материала, с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала первой втулки.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ОТВЕРСТИЕМ, работаюпщх в условиях переменных температур, содержащее устанавливаемую в отверстии детали втулку, имеющую концентратор напряжений, отличающееся тем, что, с целью повьшения достоверности результатов определения ресурса, участки втулки, прилегающие к ее торцам, вьшолнены в виде цанг с коническими внутренним поверхностями, устройство снабжено второй втулкой, установленной с натягом внутри первой втулки, и механизмом разжима цанг, вьтолненным в виде двух пробок, имеющих конические наружные поверхности, и средства их перемещения вдоль цанг, а вторая втулка и пробки выполнены из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала первой втулки. 28 27

Изобретение относится к испытательной технике и может бьп-ь исполь зовано для определения ресурса дета лей с цилиндрическим отверстием, работающих в условиях переменных температур, например роторов турбин Известно устройство для определе ния ресурса деталей с цилиндрически отверстием, работающих в условиях п ременных температур, содержащее устанавливаемую в отверстии детали втулку, имекщую концентратор напряжений на поверхности, повторяющей форму контролируемой поверхности де тали 1J. Недостатком этого устройства является низкая достоверность результ тов определения ресурса, так как фиксация устройства за счет посадки в отверстии вращающейся детали, пер ферия которой нагрета вьш1е ее центральной части с отверстием, неэффек тивна, поскольку в. этом случае увел чение диаметра центрального отверстия стайовится больше, чем увеличен диаметра втулки устройства. Цель изобретения - повышение достоверности результатов определения ресурса. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения ре сурса деталей с цилиндрическим отверстием, работающих в условиях переменных температур, содержащем устанавливаемую в отверстии детали втулку, имеющую концентратор напряжений, участки втулки, прилегающие к ее торцам, выполнены в виде цанг с коническими внутренними поверхностями, устройство снабжено второй втулкой, установленной с натягом внутри первой втулки, и механизмом разжима цанг, выполненным в виде двух пробок, имеищих конические на;ружные поверхности, и средства их перемещения вдоль цанг, а вторая втулка и пробки выполнены из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала цервой втулки. Каждая пробка выполнена в виде двух усеченных конусов, соединенных большими основаниями, внутренние поверхности второй втулки у ее торцов выполнены коническими, сопрягаюш:имися с обращенными к ним поверхностями пробок, а обращенные в другую сторону конические поверхности -пробок предназначены дпя взаимодействия с коническими поверхностями цанг. Кроме того, на наружной поверхности первой втулки вьшолнены канавки, а устройство снабжено установленными в этих канавках кольцами из .материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала первой втулки. На фиг. 1 изображено устройство дпя определения ресурса деталей с цилиндрическим отверстием, разрез} на фиг. 2 - устройство в случае охлаждения при его монтаже и демонтаже в отверстии испытьшаемой детали путем заполнения внутренней полости хладагентом на фиг. 3 - устройство подготовленное к монтажу (демонтажу). и заполненное хладагентом. Устройство для определения ресурса деталей с цилиндрическим отверстием содержит втулку 1 с концентратором - надрезом 2, участки которой, прилегающие к ее торцам, имеют разрезы 3 и, таким образом, выполнены в виде цанг 4, имегацих конические внутренние поверхности 5. Внутри втулки 1 установлена с натягом вторая втулка 6 из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала втулки 1.

Вдоль оси устройства установлен механизм разжима цанг 4, состоящий из штанги 7 и двух пробок 8 и 9 с коническими наружными поверхностями. Один конец штанги 7 имеет квадратное сечение под ключ, противоположный конец имеет резьбу и гайку 10, ограничивающую перемещение пробки 9 относительно оси штанги 7. В средней части штанги 7 также имеется резьбовой участок 11, взаимодействуюпц й с пробкой 8, которая соединена неподвижно с трубой 12, имеющей фланец 13. На наружной поверхности втулки 1 выполнены кольцевые пазы, в которых установлены разрезные кольца 14 из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала втулки. 1.

Для удобства монтажа и демонтажа устройства в отверстии испытуемой детали его можно охлаждать. Для этого (фиг.2) пробки 8 и 9 выполнены каждая в виде двух усеченных конусов 15 и 16, соединенных большими основаниями. Пробка 8 соединена неподвижно с трубой 17, центральное отверстие которой со стороны открытого торца имеет резьбу 18. Труба 17 установлена внутри манжеты 19 с фланцем с возможностью осевого перемещения. От проворота относительно манжеты 19 труба 17 зафиксирована шпонкой 20. Участки внутренней поверхности втулки 6, примыкающие к ее торцам, выполнены коническими.

Для заполнения хладагентом устройство снабжено патрубком 21 (фиг.З), которьй соединяется с трубой 17 с помощью резьбы, выполненной на одном,его конце. Лругой конец патрубка 21 закрывается после заливки хЭтадагента крьш1кой 22. В пробке 8 выполнено отверстие 23, с помощью которого полость 24 трубы 17 сообщается с полостью 25 втулки 6. Со стороны пробки 9 полость 25 герметично закрыта с помощью уплотнения 26.

321914

Устройство для определения ресурса деталей монтируется в отверстии 27 испытуемой детали 28 при разведенных пробках 8 и 9. Фланец 13 крепит5 ся на торце отверстия, затем путем вращения штанги 7 пробки 8 и 9 сближают, разжимая цанги 4 втулки 1, закрепляя последнюю в отверстии 27 детали 28.

0 Втулка 6 и кольца 14, выполненные из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала втулки 1, являющейся образцомсвидетелем, предотвращают ослабление

5 крепления ее в отверстии 27 испытуемой детали 28, которое может произойти при нагреве ее.

Зафиксированная таким образом в отверстии 27 втулка 1 будет подвер-

0 гаться деформированию в осевох направлении в точном соответствии с деформированием испытуемой детали, имеющем место при нагреве и охлаждении ее. После нагружения испытуе5 мой детали совместно с установленным в ней устройством в течение требуемого числа циклов устройство демонтируется. Для этого пробки 8 и 9 разводят путем вращения штанги 7,

0 фланец 13 открепляют и устройство извлекают из отверстия 27 испытуемой детали 28. По результатам исследова ния втулки 1 в зоне концентратора напряжений делают заключение о ресурсе работы испытуемой детали.

Для обеспечения возможности установки устройства в отверстии детали большой длины (например, ротора турбины) предусмотрена возможность охлаждения устройства жидким хладагентом.

Монтаж охлаждаемого устройства осуществляется в следукицей последовательности (фиг.З). Пробки 8 и 9 сближают путем вр:ащения штанги 7так, что конические поверхности их плотно примыкают к соответствующим коническим поверхностям втулки 6. В трубу 17 ввертывают крутоизогнутый патрубок 21, снимают крышку 22 и заливают хладагент (например, жидкий азот), которьй через отверстие 23 поступает из полости 24 трубы 17 в полость 25. Заполненное .хладагентом устройство устанавливают в отверстии испытуемой детали.

Фланец манжеты 19 крепят на торце детали, крутоизогнутый патрубок