Установка для снятия остаточных напряжений в литых и сварных деталях Советский патент 1982 года по МПК G01B13/00 B23K28/00 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ СНЯТИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЛИТЫХ И СВАРНЫХ

Изобретение относится к сварке, в частности к установкам для снятия остаточных напряжений в литых и сварных деталях и может быть использовано в отраслях народного хозяйства, где необходимо производить обработку деталей с целью снижения в них остаточных напряжений, стабилизации геометрической формы или испытаний прочностных свойств, в частности в литейном и сварочном производстве.

В настоящее время все большее распространение для снижения остаточных напряжений получают различные устройства, с помощью которых осуществляется знакопеременное на- гружение обрабатываемых деталей. И1менно такое нагружение обеспечивает наибольш, эффективность нетермических методов обработки.

Известны устройства типа прессов, позволяющих производить статическое нагружение обрабатываемых деталей. Для обеспечения знакопеременного наДЕТАЛЯХ

гружения детали после каждого цикла нагрузки-разгрузки переворачивают. Для знакопеременного нагружения деталей используют вибраторы различных типов (с регулируемой и нерегулируемой частотой) р.

Однако величина возникающих при обработке с помощью вибраторов напряжения зависит от большого количества факторов и практически непредсказуема. Необходимость получения заданной величины напряжений приводит к длительным и трудоемким дополнительным испытаниям. Аналогичный недостаток имеют устаНовкг:, обеспечивающие им-пульсный характер нагружения.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является установка для остаточных напряжений в литых и сварных деталях, содержащая опорную раму, на которой размещен силовой цилиндр с поршнем и штоком, и рычажный шарнирный четырехзвенник, один из шарниров которого соединен со штоком поршня, а противоположный с упором 2 . Недостатком устройства является то, что замок малых расстояний между скрепляемыми шарнирами .существенно усложняет общее конструктивное вып.олнение всей установки. Кроме того, рычаги четырехзвенника обладают определенной конечной массой. Быстрое снятие нагрузки обеспечивается перемещением (смещением и поворотом ) рычагов четырехзвенника. Сила F (Обеспечивающая повор каждого рычага- равна половине силы, действующей на замок F , где Р - нагружаклцее усилие всей установки, оС меньший угол ромба. Так как указанная сила в устройс ве намеренно выбирается как можно меньшей, то получаемое ускорение не обеспечивает в некоторых случаях необходимых скоростей поворота рычагов, и, следовательно, требуемой скорости, снятия нагрузки. Последне обстоятельство сужает области приме нения устройства, в частности для деталей или их элементов, имеющих высокую жесткость. Цель изобретения - расширение но менклатуры обрабатываемых деталей п Поставленная цель достигается те что в установке для снятия остаточных напряжений в литых и сварных де талях, содержащей опорную раму, на которой размещен силовой цилиндр с поршнем и штоком, и рычажный шарнирный четырехзвенник, один из шарниров которого соединен со гатоком поршня, а противоположный - .с упоро рычажный шарнирный четырехзвенник снабжен двумя дополнительными звень ми, шарнирно - связанными между соб и шарнирно закрепленными по диагона ли четырехзвенника, перпендикулярно направлению перемещения штока силов го цилиндра, при этом звенья четырехзвенника вьтолнены равными по длине, а одно из дополнительных звеньев выполнено равным суммарной длине диагонали четерыхзвенника и второго дополнительного звена. При этом ус1ановка также снабжена захватом-толкателем, связанным со штоком силового цилиндра и одним из дополнительных звеньев четырехзвенника. Кроме того один из шарниров, посредством которого соединены два звена четырехзвенника с одним из дополнительных звеньев, снабжен ограничителем. На чертеже представлена схема установки. Установка состоит из опорной рамы 1, на которой укреплен силовой цилиндр 2 с поршнем 3 и штоком 4. К штоку крепится конструкция, состоящая из шести звеньев-рычагов, скрепленных шарнирами. Четыре из этих звеньев попарно равны и образуют четьфехзвеннйк 5, одна вершина которого соединена шарниром со штоком 4, противоположная ей - с упором 6,устанавливаемом ни деталь 7. Остальные два, кроме еньев четырехзвенника, соединяют еще два звена 8 и 9. Длина их выбрана таким образом, что при рас положении их в одну линию с диагональю длина одного звена 8 равна сумме длины диагонали и второго зве-. на 9. Шток силового цилиндра связан также цилиндром ,10 с поршнем И и штоком 12,- имеющим захват - толкатель 13, который связывает шток и одно t. на чертеже - 8 из звеньев, соединяющих диагональ. Один из шарниров, в котором сходятся по три звена, имеет ограничитель 14, „„ фиксируннций расположение звеньев 8 fj -ч и 9 точно по диагонали четырехзвенника. Установка работает следующим .образом. Поршень И со штоком 12, поднимаясь по цилиндру 10, подхватьгеает захватомтолкателем 13 звено 8 и, поворачивая его совместно с эвеном 9 и другими звеньями устройства, подводит его до упора в ограничитель 14. При этом весь шестизвенник становится жесткой конструкцией, способной передавать усилие. Деталь 7 устанавливают в опорах 1 конструкции. Перемещением поршня 3 со штоком 4 упор 6 подводится к детали. При увеличении давления в рабочей полости цилиндра 2 производится нагружение детали за счет передачи усилия через звенья 5 и упор 6. Paбочее усилие, передаваясь через четырехзвенник 5 на деталь, кроме того, создает растягиваюп ее усилие в звене 9. Эти усилия направлены по одной прямой в разные стороны, что обеспечивает дополнительную жесткост шарнирной конструкции помимо ограничителя 14. Так как в данном случае нет необходимости уменьшать величину силы, действующей в направлении.перпендикулярном направлению нагружения то углы у штока 4 и упора 6 целесообразно выбрать значительно большими двух других углов. После достижения заданного давления в цилиндре 2 или заданной силы, передающейся на деталь 7, захват-тол катель 13 начинает перемещаться вниз и перестает удерживать звенья 8 и 9 в прижатом к фиксатору 14 положении. При этом вся конструкция остается жесткой., взаимного смещения звеньев 8 и 9 не происходит, так как на них не действует ни одной силы, кроме продольной и уравновешенной реакциями. При дальнейшем движении поршня П со штоком 12 захват-толкатель 13 толкает звено 8 и выводит систему из равновесия. Звенья 8 и 9 смещаются, причем силы, действующие на эти звенья, способствуют ускорению их смещения.Звенья 5 конструкции перестают передавать нагрузку. Упругая сила деформированной детали пере мещает упор 6 в направлении, обратно направлению нагружения. Так как углы четырехзвенника у упора 6 и штока 4 большие, то сила, разгоняющая массы рычагов конструкции 5, очень мало отличается от величины рабочего усилия. Это обеспечивает увеличение ско ростей сбрасывания нагрузки, а значи возможность производить обработку деталей с большей собственной частотой. По инерции деталь, пройдя нейТ1 альное положение, изгибается в другую сторону. При этом расстояние между шарнирами, к которым прикрепле ны звенья 8 и 9, увеличивается. Угол между этими звеньями возрастает. При обратном движении деталь изогнется, не достигнув за счет различных потер положения, занимаемого его в предьщу щем цикле. Благодаря этому звенья 8 и 9 не займут первоначального положения, конструкция не станет жесткой и дальнейшее колебание детали будет происходить без помех. Применение установки с шарнирной конструкцией из шести звеньев, управляющим цилиндром и захватом-толкате906 лем позволяет упростить конструкцию установки за счет исключения из конструкции сложных замковых устройств, сменных элементов и пружин, Снижение длительности снятия нагрузки позволяет расширить область применения установки, использовать ее для обработки жестких коротких станин станков, коробчатых деталей типа корпусов редукторов, блоков цилинд-. ров двигателей и т.п. Таким образом, на одной установке можно обрабатывать всю имеющуюся номенклатуру деталей, тем самым экономить средства и производственные площади. Формула изобретения 1.Установка для снятия остаточшдх напряжений в литых и сварных деталях, содержащая опорную раму, на которой размещен силовой цилиндр с поршием и штоком, и рычажный шарниргшй четырехзвенник, один из шарниров которого соединен со штоком поршня, а противоположный - с упором, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения номенклатуры обрабатьшаемых деталей, рычажный шарнирный четырех ззенник снабжен двумя дополнительными звеньями шарнирно связан№.ми между собой и шарнирно закреплеиньии по диагонали четырехзвенника,перпендикулярной направлению перемещения штока силового цилиндра, при этом звенья четырехзвенника выполнены рав НЫМИ по длине, а одно из ДОПОЛНИТ€ ЛЬных звеньев выполнено равным суммарной длине диагонали четырехзвенника и второго дополнительного звена. 2.Установка по п.I, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она снабжена захватом-толкателем, связанным со штоком силового цилиндра и одним из дополнительных звеньев четырехзвенника. 3.Установка по п. 1, о т л и ч а-ю щ а я с я. тем, что один из шарниров, посредством которого соединены два звена четырехзвенника с одним из дополнительных звеньев, снабжен ограничителем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кацюбинский О.Р. Стабилизация размеров чугунных отливок. М., Машиностроение, 1974, с. 30-52. 2,Авторское свидетельство СССР К 712660, кл. а 01 В. 13/00, 1978 (прототип).

W

- t

:

/

//

4

A