Способ термической сборки с натягом деталей типа вал-втулка Советский патент 1989 года по МПК B23P11/02 

Изобретение относится к сборке с натягом деталей типа вал-втулка и может быть широко использовано в различных областях машиностроения в том числе и при сборке с натягом тонкостенных длинномерных деталей.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей, улучшение качества и упрощение сборки соединения деталей с латягом.

На фиг.1 изображено соединение из втулки и вала в собранном состоянии до нагрева; на фиг.2 - готовое соединение с натягом; на фиг.З - графики относительного сокра1чения размеров втулки для различных материалов в зависимости от времени старения.

Предлагаемый способ термической сборки с регулированным натягом базируется на эффекте уплотнения диспер- сионно-твердею1цих и мартенситностареющих сталей и сплавов в процессе старения в определенном температурном интервале на стадии предвыделения вторичных интерметаллидных или карбидных фаз, В указанных стадиях и сплавах задолго до обособления избыточных фаз протекают сложные процессы структурных превращений в инкубационном, лантент- ном периоде формирования избыточной фазы. В таком случае распад пересыщенных твердых растворов в дисперсионно- твердеющих и мартенситностареющих сталях и сплавах представляется как многостадийный процесс, последовательно включающий образование сегрегатов, двухмерных и трехмерных образований типа зон Гинье-Престона-Багаряцкого, различных промежуточных состояний формируемой фазы, затем и, наконец, появление- обособленной вторичной ин- терметаллидной j фазы типа NijTi или карбидов типа Ме:.,С, имеющих поверхность раздела с маточным твердым

ел

00

ннл ;: : : нос г I i

, ,; стплс:- ;. с /lOCTvi:- : : 4U сбоОКС - Tliria :--ТЛ- fjo f ryi-:|i

птулк , ;:: Beproinci: сталс: лотнеч:-;|0 . Hi-n . ГС . :

ЛТуПКСЙ Ci

. i) i-1 с i) : иО --аине1-:1 i с регу i C-V C-. ; II , 4r) ,| УП1-.И из I l.ipT СНСИТ

. : I u: :i:nr H : - JJ-i i1 /КИМЧИО с па- ::; ч л с I г-Ji; - 1 (IX ,

i-ro -ci-neiHie r,v;ci, H iiii:( мо:ке1 быть . :- ::ч -. г, мспользов Нп как- д. созда - : 1Я пчг; :г-|С гойкой fitсх: рхис)стм - а Uieii- : i ::,: ii|jii дг:ст ::Toi i; |1) впзкой его : ч::,ч схне, ч длл восс лновлемия M: 4-;ii; иных вало. Твердость материала iiyci-i 11ОСЛС сборк -- с

ЧГГЛ1аМ ,Ц;;ГЛЛГ;Й l- Uia ВаЛ-ВТУЛ1 П СОСг;-,,м|пет ННСэ,

ii/чмс;- ,. чтс; нес пходимо соединить н..f; р-ом Mid мм с втулкой диамет

Изобретение относится к сборке с натягом деталей типа вал-втулка и может быть использовано в машиностроении. Цель изобретения - расширение технологических возможностей, улучшение качества и упрощение сборки. Втулку изготавливают из дисперсионно-твердеющих и мартенситностареющих сталей или сплавов, подверженных уплотнению структуры в процессе старения, устанавливают на валу с зазором, после чего соединение подвергают нагреву. Величину зазора вычисляют по приведенной зависимости. Способ позволяет обеспечить заданный натяг в соединении деталей. 3 ил., 2 табл.

II : м ч тоЛ -ичноч 2 мм. при этом 1 -v. валом -i -|yjiKon дос- ен i - c i:: : i iJ.nSb fiM (co : ac;i ; полей

: :i: )-: 1. П I M ; - 75 /(ЛЯ диамет- c l -iiiO М/И 1,тггяг составляет 0,051 )/. мм) .

iHi. чривслены паиаметры соеди П гуп11ру(-,чым натпгом втул - м;: i 1 )С-| арею цей стали i /i; I ; : -V;:i а-и,.-,. и:, ОК.

5I 5181

Исходя из Лг)рмулы (1), определяют нео ходимый зазор, где величину L - относительное сокращение размеров материала втулки определяют из графика, изображенного на фиг.З. Как видно из графика через 9 ч старения при 450 Г, в результате уплотняемости структуры относительное сокра1цение размеров материсша птулки составит ю 0,n8 j (температурно-временные факто- оы старения для каждой из дисперсион- но-твердсющей или мартенситностарею- цей стали различны и выбираются в зависимости от требуемых условий регули-|5 руемого натяга). Следовательно, зазор между валом и втулкой, определяемый по Лормулс (1), будет равен

S i-li- ffi .. 0,03 н„.

ion

при этом рпзмер внутреннего диаметра втулки, оппеделяемый по формуле (2), будет равен

1

РИ

вс,, +,

1),, 100+0,,03 мм.

П р и м е р 2. Соединение с регулируемым натягом втулки из мартенсит- ностарею1 1ей стали 01Н17К13М5ТЮ с трубой из титана BT-G.

Изготовление такой пары может быть использовано для создания биметаллических коррозионностойких труб, испытывающих значительное внутреннее дав- ление. Наружная трубка, изготавливаемая из мартенситностареющей стали марки 01Н17К13М5ТЮ имеет предел прочности 2200 МПл, внутренняя т руба обладает высокой коррозионной стойко- стью - материал титан ВТ-0.

В табл.2 приведены параметры соединения с регулируемым натягом втулки из мартенситно-стареющей стали 01Н17К13М5ТИ с трубой из титана ВТ-0. Зазор, определяемый из формулы (l), будет равен

0,,03 мм, где - 0,085%, как и в предыдущем примере определяют по графику (фиг.З) считая, что время старения равно 9 м, а температура старения - 50 С. Поэтому внутренний диаметр наружной трубы, определяемый по формуле (2), будет равен

ьн

во.

т.е.

D ви 10П -f 0,03 100,03 мм.

5

0

5

О

- 0

5

Пргиму1цества предлагаемого способа (по сравнению с известными) заключаются в простоте технологии изготовления деталей с регулируемым натягом типа вал-втулка. При этом отпадает необходимость в применении сложного техно- логимеског , оборудования, представляется возможность соединить детали, имеющие равные коэффициенты линейного расширения. В связи с тем, что материалом втулки является высокопрочная сталь (сталь 01Н17К13M5TW), обладающая высокой прочностью ((-,2200 МПа) и высокой твердостью () , предлагаемый способ позволяет изготавливать износостойкие соединения типа вал-втулка, а также восстанавливать изношенные валы. При установке вместо вала коррозионностойкой трубы из титана, например ВТ-0, способ позволяет изготавливать биметаллические корро- зионностойкие трубы, испытывающие значительные внутренние давления. Кроме того, в зависимости от первоначального зазора между валом и втулкой, а также температуры и длительности старения способ позволяет создавать заданный натяг в соединении деталей.

Формула изобретения

Способ термической сборки с натягом деталей типа вал-втулка, включающий установку втулки с зазором на вал и последующий совместный нагрев вала и втулки, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, упрснцения сборки и улучшения качества соединения, втулку изготавливают из дисперсно-твердеющих или мартенситностареющих сталей и сплавов, подверженных уплотнению структуры в процессе старения при нагреве, при этом величину зазора между валом и втулкой определяют из выражения

S

В.л

Too

- N,

где S - зазор между валом и втулкой,

мм; вал наружный диаметр вала, мм;

S - относительное сокращение размеров материала втулки, вызванное уплотнением структуры, %;

N - требуемый натяг, мм.

Фи.г.-(

Фи2.2

Редактор А.Ревин

Составитель А.Башкин Техред Л.Сердюкова

Заказ

Тираж ВЭ

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113335, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. k/

Произзодственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул.Гагарина, 101

9 12 В()еия, V

Корректор В.Гирняк

Подписное