Способ снятия напряжений в изделиях Советский патент 1993 года по МПК C21D1/30 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам снятия напряжений в изделиях, преимущественно в роторах, и может быть использовано в центрифугах, турбокомпрессорах, турбонасосах, сепараторах, двигателях, работающих безотказно, при условии развития в теле ротора силы, снимающей микродеформа- . ции при подходе к пределу текучести его материала, и применяемых в таких отраслях промышленности, как биологическая газовая, нефтяная, химическая и т.д.

В современной технике экспериментально наблюдается эффект снятия магни- тострикционным способом остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов (железа, углеродистых, инструментальных и нержавеющих сталей и сплавов).

Действие способа основано на явлении запаздывания намагничивания внутри обрабатываемого изделия, относительно намагничивания его поверхности. В способе

используется обмотка, в плоскости которой

размещают обрабатываемое изделие.

Известен способ снятия напряжений в изделиях, основанный на действии электромагнитных сил. Подвижная часть состоит из диска, к которому крепятся постоянные магниты и стержневой сердечник. Неподвижная часть содержит ofBefflyro систему постоянных магнитов противоположной полярности и электромагнитную катушку, окружающую стержневой сердечник подвижной части. При пропускании через катушку переменного тока подвижная часть устройства начинает вибрировать. Магнитные силы, отталкиваясь между пост6ян- ными магнитами, закрепленными на подвижной и неподвижной частях устройства, действуют аналогично силам возвратной пружины.

XII 00

о

ю

Известен также способ снятия напряжений в изделиях, при котором обрабатываемое изделие устанавливают на вибростенд, подвергают вибрационному воздействию и в процессе вибрационного снятия остаточных напряжений ведут непрерывный замер их величины неразрушающим методом, остаточные напряжения замеряют в точках с экстремальными значениями напряжений.

Известен способ снятия напряжений в изделиях.,преимущественно обладающих низкой электропроводностью, принятый за прототип, включающий воздействие на изделие импульсным электромагнитным полем, на поверхность изделия периодически воздействуют одиночными импульсами электромагнитного поля энергией 60200 Дж, длительностью импульса 10-10 с и продолжительностью паузы между импульсами, в 10-10 раза превышающей длительность импульса.

Импульсное воздействие на изделие с низкой электропроводностью осуществляют посредством индуктора через промежуточный элемент - пластину из материала с высокой электропроводностью.

Однако этот способ снятия напряжений в изделиях не позволяет формировать вибрационные воздействия объемными вокруг изделия, что снижает надежность.

Цель изобретения - упрощение процесса и повышение надежности.

Положительный эффект от использования изобретения характеризуется тем, что используется энергия вибрационного воздействия на изделие электромагнитным полем с помощью магнитных катушек, через промежуточный элемент.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе снятия напряжений в изделиях, преимущественно ротора, включающем вибрационное воздействие на изделие с электромагнитным полем с помощью магнитных катушек через промежуточный элемент, вибрационные воздействия осуществляют с торцов вала ротора посредством несжимаемой жидкой среды, со встречным направлением и равным по величине, при этом вибрационное воздействие формируют объемными.

Изобретение иллюстрируется чертежом. Изделие, преимущественно ротор 1, окружено со стороны внешних торцов его валов 2 и 3 несжимаемыми жидкими средами 4 и 5, ограничено промежуточными элементами 6 и 7 магнитных катушек 8 и 9, обеспечивающих равные по величине и направлению электромагнитные поля. Изделие заземлено.

Пример. Способ снятия напряжений

в изделиях, преимущественно роторе, реа лизуется следующим образом. В процессе

работы изделия, преимущественно ротора 1

вибрационное воздействие формируют объемными. При этом в процессе увеличения нагрузки на изделие, преимущественно ротор 1, через магнитные катушки 8 и 9 пропускают переменный электрический ток,

0 вследствие чего промежуточные элементы 6 и 7 начинают вибрировать, передавая вибрационные воздействия упругим торцовым крышкам герметичных .камер, которые, в свою очередь, влияют на торцы валов 2 и 3

5 ротора 1 посредством несжимаемых жидких сред 4 и 5. Запаздывание намагничивания внутри изделия, преимущественно ротора 1, относительно намагничивания его поверхности развивает силы сдвига, которые сни0 мают микродеформации, обусловленные изменениями в кристаллической структуре металла изделия, преимущественно ротора

. 1.....

Магнитострикция вызывает фазовые 5 изменения - превращение аустенита в мар-. тенсит. Длительность запаздывания намагниченности зависит от формы изделия, преимущественно ротора 1, его проводимости, частоты воздействия магнитного поля и 0 магнитной проницаемости.

В таблице приведены характеристики и параметры всех участвующих объектов с указанием режимов и времени этапов работы.

5 Как видно из таблицы, предлагаемый способ снятия напряжений в изделиях, преимущественно роторе, в процессе эксплуатации повышает надежность. При этом режим проведения упрочнения ротора не 0 вызывает затруднений при осуществлении предлагаемого способа. Простота осуществления способа, возможность использования стационарного оборудования и невысокая механическая обработка исход- 5 кого вала ротора, а также его надежность Определяют эффективность способа.

Использование предлагаемого способа обеспечивает, по сравнению с существующими способами, следующие преимущества: 0 возможность получения различных прочностных свойств без увеличения веса и габаритов ротора;

надежное сохранение полученного уровня свойств и размеров ротора при рабо- 5 те; -...

повышение надежности кинематических пар.

Формула изобретения Способ снятия напряжений в изделиях, преимущественно роторе, включающий

вибрационное воздействие на изделие с электромагнитным полем с помощью магнитных катушек через промежуточный элемент, отличающийся тем, что, с целью упрощения процессам повышения надежности, вибрационные воздействия осуществляют с торцов вала ротора посредством несжимаемой жидкой среды, со встречным направлением и равными по величине, при этом вибрационное воздействие формируют объемными.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам снятия напряжений в изделиях, преимущественно в роторе. Сущность изобретения: в процессе увеличения нагрузки на ротор через магнитные катушки пропускают переме ныП электрический ток, вследствие чего проме жуточные элементы начинают вибрировать, передавая вибрационные воздействия упругим торцовым крышкам герметичных камер, которые, в свою очередь, влияют не торцы валов ротора посредством несжимаемых жидких сред. Запаздывание намагни чивания внутри ротора относительно намагничивания его поверхноста развивает силы сдвига, которые снимают микродеформации, обусловленные изменениями в кристаллической структуре металла ротора. 1 табл.1 ил.

тор

агнитные каушки

Потребляемая мощность, необходимая для вращения ротора при высоком давлении

Форвакуумное давление ри котором происходит перегрев двигателя

Мощность двигателя

Пусковой момент привода ротора

Материал

Форма

Проводимость

Максимальные обороты

Диаметр

Длина

Деформация

Проницаемость магнитная

Вибрационные воздействия

ромежуточный лемент

Качало вибрационного воздействия - начало времени упрочнения

Конец вибрационного воздей- .ствия - конец времени уп- .рочнения

Направление вибрационного воздействия

Частота воздействия магнитного поля

Режим работы

Длительность одного цикла Вид движения

Форма вибрационных воздействий

Направление приложения вибрационных воздействий

В 12-16 раз больше потребляемой мощности при низком давлении

Выше 0,5 мм рт.ст.

0,8 к8т

В два раза больше крутящего момента при нормальном установившемся режиме работы

Ферромагнит

Труба с цапфами с торцов

.адх ° -6м5-сй12000 об/мин

200 мм

.1000 мм

Не менее 0,05.

5000

Магнитострикционный преобразователь, включающий генератор и магнитострик- тор 3-10....5-ЮЛ Гц

Прифорвакуумном давлении ниже

0,5мм рт.ст.

Притрогании ротора в работу

О момент выхода на остаточное давление не более 5x10 мм рт.ст. В момент уменьшения момента трения в опорах после трогания

Вокруг ротора

5 х 10s, Гц

Циклический - циклы случайной длительности

Не более 1 ч

Вращение

Объемная

Встречное к торцам ротора

идкая среда

Величина вибрационных воздействий с торцов ротора

Место вибрационных воздействий

Напряжения

Вид напряжений . . ,

Зазор между промежуточными элементами и магнитными катушками: - ВИД/. .... .;..,.; . .- .

Контактное давление Вид снятия напряжения .

Пути создания условий для снятия напряжения и их по-. следующее удаление

Продолжение таблицы

I

3

Уравнивают по величине

Торцы ротора, через промежуточную, несжимаемую жидкую среду

Снимаются вибрационным воздействием мэгнитострикционным

Снимающее

Не более 1 мм

Несжинаемая

Из поверхности валов ротора

Вибрационное воздействие - магни- тострикционное

Путем реверсирования фазовых изменений - превращения материала вала из аустенита в мартенсит