Способ ремонта литых деталей с трещинами с помощью фигурных вставок

Способ ремонта литых деталей с трещинами с помощью фигурных вставок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ РЕМОНТА ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ С ТРЩИНАМИ,С ПО1|ЮЩЬЮ ФИГУРНЫХ ВСТАВОК , заключанвдийся в том что в детали по обе стороны от трещины и по одной прямой, перпендикулярной к трещине , сверлят ряд отверстий, удаляют между ними перемычки и запрессовыва- . ют в образовавшиеся пазы фигурные металлические вставки с шагом цилиндрических элементов, меньшим шага отверстий в детали, отличающийся тем, что, с целью повышения качества ремонта, после выполне ,ния в детали фигурных пазов трещину w /////// зап ным эпо вок ния шаг лич где самоо вердевашцим полимериалом , например, на основе й смолы, а запрессовку встаствляют после его отверждеэтом вставки выполняют с ньшим шага отверстий на вепределяемую выражением номинальный шаг отверстнй в детали, мм, рабочее усилие в детали, кго cy D4apнaя площадь сечения { всех вставок, стягивающих трещину, мм плсяладь сечения детали по трещине, км; модуль упругости вставки, , кгс/мм ; модуль упругости детали, кгс/мм.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в "в

h = — ОД l (мм ), Ев в где 1

Р

° Е (21 ) 3282567/25-27 (22) 16.03 ° 81 (46). 15.12.83. Бюл. 9 46 (72) В.А.Соломко и 3.A. Ляховецкий (53) 658.515(088.8) (56) 1. Патент США 9 2195741, кл. 29-402, 1940.

2. Авторское свидетельство СССР

9 725861, кл. В 23 Р 11/02, 1977 (прототип). (54)(57) СПОСОБ РЕМОНТА ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ

С ТРЕЩИНАМИ,С ПОМОЩЬ(0 ФИГУРНЫХ BCTAВОК, заключающийся в том что в дета- ли по обе стороны от трещины и по одной прямой, перпендикулярной к трещине, сверлят ряд отверстий, удаляют между ними перемычки и запрессовывают в образовавшиеся пазы фигурные металлические вставки с шагом цилиндрических элементов, меньшим шага отверстий в детали, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества ремонта, после выполне,ния в детали фигурных пазов трещину

3(59 В 23 P 6 04 В 23 P 11 02 заполняют самоотвердевающим полимер ным материалом, например, на основе эпоксидной смолы, а запрессовку вставок осуществляют после его отверждения, при этом вставки выполняют с шагом,. меньшим шага отверстий на seличину, определяемую выражением номинальный шаг отверстий в детали, мм, рабочее усилие в детали, кгс суммарная площадь сечения Я всех вставок, стягивающих трещину, мм ) площадь сечения детали по трещине, аеет; модуль упругости вставки,, кгс/мм модуль упругости детали, кгс/мм .

1060387

Изобретение относится к ремонту деталей машин, в частности к ремонту ли. тых деталей с трещинами, для которых требуется по условиям эксплуатации жесткость, герметичность и прочность.

Известен способ ремонта деталей 5 с трещинами, заключающийся в том, что в детали по обе стороны трещины и по одной прямой, перпендикулярной к ней, сверлят ряд отверстий, удаляют перемычки между ними и запрессовывают10 в образовавшийся паз фигурную вставку с последующей ее расчеканкой на месте (11 .

Этот способ в основном стопорит трещину, ограничивая ее дальнейшее развитие, но не предусматривает стягивание трещины, которое необходимо для обеспенения герметичности и повышения жесткости детали, т.е. для ликвидации взаимного перемещения (пульсации) и фреттинг-износа ее частей в месте трещины от действия переменных рабочих нагрузок и вибрации. Кроме того, расчеканка вставки в пазу, необходимая для повышения плотности (увеличения поверхности контакта) соединения вставки с пазом, исключает возможность применения этого способа для ографиченных чугунов и тонкостенных деталей из-за опасности их разрушения. 30

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ ремонта литых деталей с трещинами с помощью фигурных вставок, заключающийся в том, что в детали по 55 обе стороны от трещины и по одной прямой, перпендикулярной к трещине, сверлят ряд отверстий, удаляют между ними перемычки и запрессовывают в образовавшиеся пазы .фигурные металлические вставки с шагом цилиндрических элементов, меньшим шага отверстия в детали (2) .

Однако известный способ не обеспечивает качественный ремонт деталей, поскольку при стягивании детали до ликвидации зазора в трещине в ее материале создаются изгибающие напряжения, близкие к тем, которые ранее явились причиной появления трещины (зазор в трещине освободил деталь от 50 избыточных внутренних напряжений, а при стягивании детали до ликвидации трещины эти напряжения возникают вновь) и которые могут привести к появлению новой трещины в другом мес-55 те. Данный способ неприемлем для крупногабаритных чугунных деталей сложной конфигурации из-за повышенной хрупкости чугуна и высокого уровня внутренних литейных и остаточных эксплуатационных напряжений.

Целью изобретения является повышение качества ремонта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ремонта литыХ 5 деталей с трещинами с помощью фигурных вставок, заключающемуся в том, что в детали по обе стороны от трещины и по одной прямой, перпендикулярной к трещине, сверлят ряд отверстий, удаляют между ними перемычки и запрессовывают в образовавшиеся пазы фигурные металлические вставки с шагом цилиндрических элементов, меньшим шага отверстий в детали, после выполнения в детали фигурных пазов трещину заполняют самоотвердевающим полимерным материалом, например, на основе эпоксидной смолы, а запрессовку вставок осуществляют, после его отверждения, при этом вставки выполняют с шагом, меньшим шага отверстий на величину, определяемую выражением где 1 — номинальный шаг отверстий в детали, мм; рабочее усилие в детали, кгс суммарная площадь сечения всех вставок, стягивающих трещину, мм, площадь сечения детали по трещине, мм,, Ев — модуль упругости вставки," кгс/мм<, Eg - модуль упругости детали, кгс/мм >.

На фиг. 1 изображена литая деталь ,с трещиной после выполнения паза и заполнения трещины самоотвердевающим полимерным материалом:и фигурная металлическая вставка; на фиг. 2 литая деталь после эапрессовки фигурной металлической вставки; на фиг. 3 — положение фигурной металлической вставки после ее эапрессовки.

Способ ремонта литой детали 1 с трещиной заключается в том, что в детали по обе стороны от трещины по одной прямой, перпендикулярной к последней, сверлят ряд отверстий и удаляют между ними перемычки, в результате чего образуется паэ 2, в который эапрессовывается металлическая фигурная вставка 3 с шагом цилиндрических элементов, меньшим шага отверстий в детали (1 ) на величину gt . Перед запрессовкой металлической фигурной вставки трещину заполняют жидким самоотвердевающим полимерным материалом 4, например, на основе эпоксидной смолы, после отверждения которого покрывают поверхность паза в детали тем же полимерным материалом.

Затем вапрессовывают вставку.

Жидкий полимерный материал полностью заполняет зазоры между сопрягаемыми поверхностями и после отверждения обеспечивает полный контакт в соединениях вставки с пазом и частей

1060387

Фий.3 )ив 2 детали в месте трещины, что повышает жесткость и создает герметичность детали, а также исключает необходимость крепления вставки в пазу. Натяг в соединении вставки с пазом обеспечивает стягивающие усилия в детали, .5 препятствующие раскрытию трещины под действием рабочих нагрузок, что повышает прочность детали в месте трещины.

Расчетная формула для определения величины разности шагов паза -в детали и цилиндрических элементов учитывает реальные рабочие нагрузки в месте трещины, податливость детали и вставки и обеспечивает сжатие поли-15 мерного материала, заполнившего трещину до получения усилия в детали, превышающего рабочее усилие Р . Коэффициент. 0,2 в расчетной формуле, обеспечивающий необходимое повышение этого усилия в 1,2 раза, определен на основе экспериментальных данных, полученных в результате лабораторных испытаний.

Пример. Производили ремонт чугунного корпуса газотурбонагнетате 5 ля ЧТЯ 630 продувочного воздуха главного дизеля 7QD76 теплохода

"Шота Руставели", имеющего сквозную водотечную трещину длиной Ь=ЗОО мм.

Ширина раскрытия. трещины не пре- 30 вышала 0,4 мм. Толщина корпуса в месте трещины составляла н = 10 мм.

Сверление отверстий диаметром 5 мм ,по обе стороны трещины производилось шагом С = 6 мм по кондуктору, у затем были удалены перемычки между ними шириной ш = 2,5 мм, в резуль. тате чего образовался паз для вставки. Таких пазов было выполнено

n = 11 штук с шагом вдоль трещины

30 мм. Трещина сверху была залита жидким полимерным материалом марки

УП5-177-1 по ТУ6-05-241-31-77, обладающим высокой адгезией к плохо обезжиренным и мокрым поверхностям, после отверждения которого покрыли поверхности пазов в детали тем же полимерным материалом. До отверждения полимерного материала в пазы были забиты молотком вставки, изготовленные методом горячей штамповки иэ стали

20Х(б = 65 кгс/мм ; Е< = 2 10 кгс/мм9

Шаг цилиндрических частей вставок был меньше шага сверлений в детали на величину

15000 6 (Я.(04 2 5 Ц

2 O ИВ i <.М OOOO 0 2""

Расчет производился для растягивающего рабочего усилия p = 6Fg =5 3000=

15000 кгс, где6 — рабочие напряжения, которые обычно не превышают для аналогичных чугунных деталей 5 krc/MM, Тg =, Н = 300 10 = 3000 мм . в= п = (2,5 (02ТБ мм2

Напряжение по вставке

3,Д ° (5000

О = =65кгс1мм =от

Жидкий полимерный материал не вытекал из трещины и соединений вставок с пазами благодаря действию капиллярных сил в малых зазорах.

После отверждения полимерного .материала газотурбонагнетатель с отремонтированным корпусом был установлен на судне. В работе трещина не раскрывается и течи из нее нет.

Предлагаемый способ ремонта литых деталей с трещинами по сравнению с прототипом, обеспечивает повышение качества ремонта путем предотвращения деформаций и появления трещин от стягивания детали при запрессовке вставок.

ВНИИПИ Заказ 9924/14

Тираж 1106 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Проектная, 4