Способ восстановления работоспособности деталей с усталостными трещинами Советский патент 1988 года по МПК B23P6/04 

Изобретение относится к общему i машиностроению и может быть использовано для ремонта деталей машин, в том числе и элементов конструкции воздушных судов.

Целью изобретения является повышение качества ремонта за счет пластического затупления вершины усталостной трещины и изменения направления роста трещины.

На фиг. 1 представлена, деталь с трещиной, в одной из вершин которой расположён датуик перемещений, с указанием двух участков интенсивного скольжения материала после перегрузки; на фиг. 2 - схема расположения стяжных элементов перед и за вершиной трещкны после выполнения канавок и отверстий в их окончании; на фиг. 3 - сечение детали после установки крепежных и стяжных элементов; на фиг. 4 - вставка с двумя отверстиями и крепежом, устанавливаемые около вершины трещины; на фиг. 5 - зависимость изменения раскрытия вершины трещины при возрастании усилия до и после достижения усилия Р раскрытия трещины в случае отсутствия остаточных деформаций; на фиг.. 6 - зависимость изменения раскрытия вер- щины трещины от усилия растяжения при наличии остаточных деформаций. Способ состоит в следующем. В детали 1 из нержавеющей аусте- нитной стали Х18Н9Т ТОЛЕЦИНОЙ 6 мм выращивали усталостную трещину 2 в процессе проведения стендовых испытаний изделия. В зоне развит ия усталостной трещины 2 поле напряжений было не известным. Для реализации способа бьши выполнены все последовательно операции по увеличению работоспособности детали 1 с усталостной трещиной 2. В вершинах усталостной трещины 2 закрепляли датчики 3 перемещения деформации детали 1. Выполняли в детали по обе стороны от трещины 2 и по одной прямой, перпендикулярной к трещине 2 ряд отверстий 4 диаметром 6 мм, удаляли между ни- ;

ми перемычки 5, а также сверлили отверстия 6 в плоскости, проходящей через вершину трещины 2, между которыми не удаляли перемычку. Подвергали деталь 1 растяжению. О начале перемещения берегов усталостной трещины 2 и ее раскрытии, соответствующем достижению усилия Р 1800кг,

раскрывающего трещину 2, судили по перемещению стрелки 7 на шкале 8. Увеличивали растягиваюй1ее усилие в три раза по отношению к усилию РО раскрытия трещины, что составило 5400 кг о Снимали нагрузку и фиксировали по показаниям стрелки 7 на шкале 8 остаточную деформацию. В связи с наличием остаточной деформации при первом цикле растяжения-разгруз0

0

5

0

-ние детали 1 с величиной усилия

Р., ЗРо+0 ,3 Р 5900 кг, превосхоg дящего усилие предшествующего растяжения ЗРд на 30% от усилия Рд первоначального раскрытия трещины 2. Перед вершиной трещины 2 от продолжения следов пластической деформации 9 вьтолняли канавки 10 глубиной 0,8 мм и длиной 15 мм с обеих сторон детали 1. Сверлили у окончания каж- дрй канавки 10 отверстия 11 перпендикулярно поверхности детали 1 и по

5 касательной контура отверстий 11 к канавкам 10. Запрессовывали вставки 12, причем у каждой вершины трещины 2 использовали вставки 12 с отверстиями 13 о Располагали во всех отверстиях 6, 11 и 13 крепежные элементы 14 и 15, а перед их затяжкой осуществляли попарное стягивание крепежа 14 и 15 с помощью шайб 16, расположенных под головками крепежа 14 и 15, винтов 17 с обратной резьбой и гайки 18о Не допускали пересечения стяжных элементов 17 и 18 с какой- либо стороны детали 1, для чего с одной стороны детали 1 стягивали крепеж 14 и 15, расположенный попарно в отверстиях 6и 11 иби 13с разных сторон плоскости трещины 2. После этого проводили затяжку крепежа 14 и 15 о

После выполнения этих операций

стендовые испытания изделия бьши продолжены на тех же режимах, что и до обнаружения усталостной трещины 2. После 22500 циклов нагружения, в каждом из которых было 70 циклов единичной нагрузки, страгивания трещины 2 не было зафиксировано. Дальнейшие испытания не были проведены, так как осуществлявшаяся программа не подразумевала более длительное нагружение изделия в целом. Изобретение позволяет использовать пластические свойства материала для восстановления его работоспособ5

0

ности и увеличить срок службы изделия в целом. Последнее повышает надежность и безопасность эксплуатируемых конструкций и снижает расходы на их ремонт, поскольку возрастает период безопасной эксплуатации изделия между соседними ремонтами или осмотрами в эксплуатации.

Формула изобретени

1, Способ восстановления работоспособности деталей с усталостными трещинами, заключающийся в том, что в детали по обе стороны от трещины сверлят ряд отверстий, удаляют между ними перемычки и запрессовывают в образовавшиеся пазы фигурные вставки из материала изделия, отличающийся тем, что, с целью ,повышения качества ремонта путем пластического затупления вершины усталостной трещины и изменения направления роста трещины, до запрессовки фигурных вставок, сверлят дополнительные отверстия в плоскости вершины трепщны, подвергают деталь растяжению, фиксируют растягивающее усилие, раскрьшающее верши0

5

0

5

0

ну трещины, увеличивают растягивающее усилие в три раза по отношению к усилию раскрытия трещины, снимают нагрузку и фиксируют остаточную деформацию, проводят еще одно растяжение детали с величиной усилия, превосходящего усилие предшествующего растяжения в пределах 30% от усилия первоначального раскрытия трещины, выполняют перед вершиной трещины в направлении течения пластической деформации канавки глубиной 0,1-0,2 толщины детали и длиной 1-2 толщины детали, сверлят у окончания каждой канавки отверстия, запрессовывают вставки с отверстиями, располагают во всех отверстиях крепежные элементы, осуществляют попарное стягивание крепежа, расположенного с разных сторон плоскости тре- jsfiHbi, и его затяжку.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае отсутствия остаточной деформации после выполнения растяжения деталь дополнительно растягивают нагрузкой, в четыре раза превьш1ающей первоначальную.

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано для ремонта деталей машин с усталостными трещинами. Цель изобретения - повышение качества ремонта за счет пластического затупления вершины усталостной трещины и изменения направления роста трещины. Для этого в детали 1 выполняют отверстия 4 по обе стороны трещины 2 и по одной прямойо Удаляют между ними пере- йычку. Подвергают деталь 1 растяжению, фиксируют раскрытие берегов трещины. Увеличивают усилие в три раза по отношению к усилию раскрытия трещины и фиксируют наличие остаточной деформации. Затем осуществляют повторное растяжение детали с увеличением нагрузки еще на 30%. После фиксирования остаточной деформации выполняют канавки 10 с обеих сторон детали 1 на продолжении следов пластической деформации в вершине трещины 2о У окончания канавок 10 сверлят отверстия 11, устанавливают крепежные элементы, а перед затяжкой осуществляют стягивание крепежа, расположенного в отверстиях 6 и 11. При отсутствии остаточной деформации деталь растягивают нагрузкой, в четьфе раза превышающей первоначальную. При этом возрастает период безопасной эксплуатации детали между соседними ремонтами. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. о (Л 00 о 00 ел 00

Фиг.1

/6

15

Фиг.З

/ff

Первмещение;; Фиг. 5

123 At Ц 1.2 5 перемещение, f

Фиг.6