Способ Дагиса и Блоха восстановления изношенных деталей Советский патент 1992 года по МПК B23P6/00 

Изобретение относится к механосборочному производству, к способам восстановления изношенных деталей машин, при которых на изношенные поверхности устанавливают дополнительные составные ремонтные детали.

Целью изобретения является повышение надежности восстановленных деталей и упрощение технологического процесса замены составных ремонтных деталей на новые.

На фиг.1 изображена основная схема испытания на прочность соединения сварочного шва с поверхностью детали при определении необходимого зазора в стыках составных ремонтных деталей; на фиг.2 - сечение восстанавливаемой детали, когда при испытаниях произошел отрыв сварочного шва от поверхности восстанавливаемой детали; на фиг.З - сечение восстанавливаемой детали, когда при испытаниях сварочный шов остался шов остался на восстанавливаемой детали; на фиг.4-дополнительная схема испытания на прочность соединения сварочного шва с поверхностью детали при определении необходимого зазора в стыках составных ремонтных деталей; на фиг.5 - сечение шейки вала (восстанавливаемой детали) с поджатыми к ней дополнительными составными ремонтными деталями, выполненными в виде ремонтных полуколец, а также изображение зазоров в стыках; на фиг.6 - сечение шейки вала после восстановления установкой ремонтных полуколец; на фиг.7 - схема удаления ремонтных деталей для замены их на

ел о о

00

ю

новые; на фмг.8 - сечение восстанавливаемой детали, когда при удалении ремонтных деталей сварочные швы остались на восстанавливаемой детали; на фиг.9 - схема обжатия новых ремонтных деталей перед сваркой стыков; на фиг. 10 - сечение восстановленной детали после замены ремонтных деталей на новые.

На фиг. 1-10 приняты следующие обозначения: восстанавливаемая деталь или образец 1, составные части дополнительной ремонтной детали или образца 2 и 3, сварочный шов 4, углубление 5 в поверхности восстанавливаемой детали, возникающее в детали при отрыве шва от ее поверхности; остаток 6 сварочного шва на поверхности детали при разрушении частей составных ремонтных деталей в зоне шва без его отрыва от поверхности, прижимные секторы 7 и 8 приспособления, сварочные швы 9 и 10, соединяющие в стыках ремонтные детали между собой и с восстанавливаемой деталью, зоны 11 и 12 разреза составных ремонтных деталей перед их удалением, остатки швов 13 и 14 после удаления составных частей ремонтных деталей, новые составные части 15 и 16 ремонтных деталей, сварочные швы 17 и 18 в стыках новых составных частей ремонтных деталей, а также S - зазор в стыках составных ремонтных деталей, Q и F - векторы смл, действующие на сварочное соединение при испытаниях шпов в процессе подбора необходимого зазора в стыках, Р - векторы сил, прижимающие составные ремонтные детали к поверхности восстанавливаемой детали, и N - вектор поворота разрезанных составных частей относительно швов в стыках 9 и 10 при их удалении.

Сущность способа восстановления изношенных деталей, эключающего обработку изношенной поверхности под дополнительные составные ремонтные детали, установку их на обработанную поверхность с зазором в стыках, прижим к поверхности детали, сварку стыков с одновременной приваркой к восстанавливаемой поверхности и последующую обработку на заданный размер, состоит в следующем.

По имеющимся рекомендациям выбирают вид сварки и ориентировочный режим сварки стыков.

В нашем примере применяют электродуговую сварку в среде углекислого газа плавящимся электродом.

Опытным путем для заданного режима сварки определяют минимальный зазор в стыках составных частей дополнительных ремонтник деталей, обеспечивающий прочность соединения сварочного шва с поверхностью детали больше, чем прочность составных частей ремонтных деталей при изгибе их в зоне швов.

Для этого на основание 1 (фиг.1), которое имитирует восстанавливаемую деталь, устанавливают образцы-пластины, имитирующие составные части ремонтных деталей. Сваривают их стыки и приваривают к основанию 1. Нагружают приваренные к

0 основанию образцы по схеме сил, приведенной на фиг.1, и разрушают сварочное соединение на прессе или разрывной машине.

Опыты по сварке стыков и разрушению

5 сварочных швов повторяют для ряда зазоров. Например, начинают с минимального, равного 0,3-0,6 толщины ремонтной детали, и увеличивают, например, на 1,0 мм.

Если зазор в стыках недостаточен, то

0 при испытании по схеме (фиг.1) сварочный шов отрывается от поверхности детали (фиг.2).

Наименьшим искомым зазором будет зазор, который при заданном режиме свар5 ки обеспечивает прочность сварочного соединения 4 с поверхностью основания 1 больше, чем прочность частей составных ремонтных деталей 2 и 3 в зоне шва 4 при изгибе. В этом случае, после испытаний сва0 рочного соединения по схеме (фиг.1) на поверхности восстанавливаемой детали остается сварной шов (фиг.З).

Согласно изобретению при определении минимального необходимого зазора в

5 стыке может быть применена дополнительная схема нагружения сварочного соединения (фиг,4),

При этой схеме испытаний швов наименьшим искомым зазором будет зазор, ко0 торый при заданном режиме сварки обеспечивает прочность соединения сварочного шва с поверхностью основания 1 больше, чем прочность составной ремонтной детали 3 в зоне шва при ее растяжении.

5 После определения зазоров в стыках составных частей, удовлетворяющих указанным условиям, их уточняют с учетом технологической возможности получения и выбирают размеры составных частей ре0 монтных деталей, обеспечивающие в стыках заданные зазоры.

Изготавливают составные части ремонтных деталей. Согласно способу устанавливают составные части ремонтах деталей на

5 подготавливаемую поверхность (фиг.5) и поджимают их к поверхности детали с усилием Р. Сваривают стыки ремонтных деталей между собой и одновременно приваривают их к поверхности восстанавливаемой детали.

Восстановленную поверхность обрабатывают на заданный размер и получают восстановленный конструктивный элемент детали, например, изображенный на фиг.б.

Замену поврежденных и изношенных составных ремонтных деталей производят следующим образом.

В середине составные части ремонтных деталей разрезают одним из известных способов, например ацетиленкислотной рез- кой. Получают разрезы (фиг.7). Отламывают составные части ремонтных деталей в зоне швов и получают на поверхности детали валики сварных швов 13 и 14 (фиг.8).

Если плоскости изломов в зоне швов имеют значительные неровности, то перед установкой новых составных частей ремонтных деталей сварные швы выравнивают. Для этого их обрабатывают шлифованием или другим известным способом.

Вместо удаленных составных частей ремонтных деталей 2 и 3 (фиг.7) устанавливают новые составные части 15 и 16 (фиг.9). Прижимают их к поверхности детали 1 и стыки приваривают к оставшимся швам 13 и 14 и одновременно сваривают между собой. Таким образом, оставшиеся на поверхностях деталей швы 13 и 14 в стыках новых составных частей ремонтных деталей выполняют роль расплавляемых проставок, обеспечи- вают надежное соединение стыков с поверхностью деталей и между собой.

После сварки стыков новых составных частей деталь обрабатывают на заданные размеры и получают конструктивный эле- мент, изображенный на фиг. 10.

Пример. Коленчатый вал двигателя ЯМЗ-238 изготовлен из стали 50Г. Восстановлению подлежат шатунные шейки вала. Шатунные шейки имеют номинальный диа- метр 88 мм.

Ремонтные полукольца изготовлены из листовой стали 45 толщиной 4 мм, термически обработаны и имеют твердость 40-48 HRC3.

Отверстия в полукольцах под масляные каналы изготавливают с учетом обеспечения расположения стыков в зонах наименьшего износа (нагружения).

Толщина ремонтных полуколец на вое- становленных шейках задана 2,0 мм.

Для сварки стыков ремонтных полуколец выбрана электродуговая сварка в среде углекислого газа проволокой Св08Г2С.1,2 мм.

Сварку стыков выполняют по следующему режиму: сварочный ток 140-150 А, напряжение холостого хода 28-30 В, напряжение при сварке 20-21 В,

Для сварки стыков применен полуавтомат типа А-825, снабженный переносным подающим механизмом и источником питания ВС-300.

Для опытного определения необходимого зазора в стыках ремонтных полуколец изготовлены образцы-пластины из листовой стали 45 с размерами 100x27,7x2,75 мм. Твердость образцов 43-47 ННСЭ. Образцы устанавливают на основание-подкладку из стали 50Г с заданными зазорами в стыках, поджимают к основанию, стыки сваривают одновременно и приваривают к основанию.

Испытания на прочность проводились по схеме нагружения (фиг.1 и 4) на разрывной машине МУП-20. Результаты испытаний по схемам фиг.1 и 4 приведены в табл.1 и 2 соответственно.

Экспериментальные данные, приведенные в табл. 1 и 2, показывают, что при заданных режимах сварки условию изобретения соответствуют зазоры в стыках, заданные в опыте 4. Поэтому за минимальный зазор в стыках ремонтных полуколец принят зазор равный 5 мм (5мин 5 мм).

С учетом технологических возможностей обеспечения заданного зазора в стыках принимают его с запасом и равным S 5,5 ± 0,5 мм.

В дальнейшем расчет размеров заготовок и высоты ремонтных полуколец проводят по известным методикам и формулам с учетом необходимости получения в каждом из стыков номинальных зазоров, равных 5,5 мм. Шатунные шейки коленчатого вала шлифуют на диаметр 84 мм.

Устанавливают вал в стенд-кантователь, предназначенный для сборки шеек с полукольцами и сварки стыков.

Устанавливают на шейки полукольца в заданных положениях. Выравнивают зазоры в стыках. Устанавливают на шейки приспособления для прижима полуколец к шейкам. Прижимают ремонтные полукольца к шейкам с усилием Р 8000-15000 Н. Последовательно сваривают стыки ремонтных полуколец и одновременно приваривают их к шейкам. Обрабатывают шейки на заданные размеры шлифованием. Шлифованием обрабатывают кромки масляных каналов. Проводят отделочную обработку шеек, сборку и очистку коленвалов, консервацию и упаковку.

Заменяют изношенные или поврежденные ремонтные полукольца следующим образом.

Разрезают ацетиленкислородным пламенем на участках 11 и 12 (фиг.б) ремонтные полукольца и их части отламывают от шва путем отгиба в направлении векторов N.

Для облегчения отлома ремонтных полуколец от швов по образующим в зоне швов могут быть изготовлены надрезы известными способами.

Остатки швов t3 и 14 на поверхностях шеек имеют вид валиков-выступов (фиг.8). Если поверхность излома не позволяет установить новые ремонтные полукольца 15 и 16 (фиг.9), шов обрабатывают ручной шлифовальной машиной или другим способом до придания ему формы и размеров, позволяющих обеспечить необходимую прилегаемость новых ремонтных полуколец к шейкам.

При замене полуколец зазоры в стыках могут быть увеличены примерно на 1-2 мм.

После замены ремонтных полуколец и их обработки получают шейки, показанные на фиг.ти.

В целом предлагаемый способ восста- новлеиия деталей обеспечивает следующий технико-экономический эффект: обеспечивает надежное соединение стыков составных ремонтных деталей с поверхностью восстанавливаемой детали, исключает воз- можность их отрыва; упрощает технологиче- ский процесс замены изношенных и поврежденных составных ремонтных деталей; позволяет производить многократную замену составных ремонтных деталей на но-

вые без значительного отрицательного влияния процесса сварки непосредственно на восстанавливаемую деталь.

Формула изобретения

1.Способ восстановления изношенных деталей машин установкой составных дополнительных ремонтных деталей, включающий обработку изношенной поверхности восстанавливаемой детали под дополнительные составные ремонтные детали, установку ремонтных деталей на обработанную поверхность с зазором в стык, прижим их к поверхности, сварку стыков с одновременной приваркой к восстанавливаемой поверхности и последующую обработку на заданный размер, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности восстановленных деталей при заданных режимах сварки стыков, выбирают величину зазора в стыках составных ремонтных деталей, который обеспечивает прочность соединения сварного шва с поверхностью детали больше, чем прочность ремонтных деталей при изгибе в зоне шва.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что, с целью упрощения ремонта, изношенные ремонтные детали разрезают в средней части и отделяют от сварного шва, после чего новые ремонтные детали приваривают к оставшемуся сварному шву.

Изобретение относится к восстановлению деталей, в частности шеек коленчатого вала. Цель изобретения - повышение надежности восстановленных деталей и упрощение технологии ремонта, Способ предусматривает установку на изношенных поверхностях дополнительных составных ремонтных деталей, стыки которых сваривают между собой и приваривают одновременно к восстанавливаемой детали. При этом перед сваркой устанавливают зазор, который обеспечивает прочность соединения сварочного шва с поверхностью восстанавливаемой детали больше, чем прочность ремонтных деталей в зоне шва при изгибе. При замене ремонтные детали отделяют от швов, а новые ремонтные детали приваривают к оставшимся сварочным швам. Установка заданной величины зазора в стыке между свариваемыми ремонтными деталями позволяет получить прочность соединения сварного шва с деталью больше, чем прочность ремонтной детали при изгибе в зоне шва, что позволяет отделять изношенные ремонтные детали от сварки и к оставшемуся шву приварить новые ремонтные детали. Способ позволяет значительно упростить процесс восстановления шеек коленчатого вала. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 ил. (Л

Таблица 1

Таблица 2

У

--tA444444X WN

F ф

/ /г

6809SAI

ао

У

ю

Фс/r 6

Л

У

#иг 7

ф,

г / &

/s

.9