Сварная несущая деталь

Сварная несущая деталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

-СВАРНАЯ НЕСУЩАЯ ДЕТАЛЬ, состоящая из нескольких частей, имеюшях общую галтель, сваренных по плоскостям, нормальным к поверхности галтели, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения большей надежности и повышения усталостной прочности сварного соединения, на участке галтели в зоне сварных швов выполнены пазы шириной, превышающей в 3-4 раза ширину шва, и глубиной 0,1-0,3 базы галтели. kn СО С СО I

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН,SU„„107989

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I 1

1 (21) 3507164/25-27 (22) 03. 11. 82 (46) 15.08.84. Бюл. ¹ 30 (72) А.И. Сурков, В.Е. Африкантов, М.И. Будман, В.А. Анни,и В.К. Шашкин (71) Всесоюзный ордена Ленина научноисследовательский и проектно-конст. рукторский институт металлургического машиностроения (53) 621.791.011(088.8) (56) 1.- Пылайкин П.А. Анализ разрушения деталей мощных гидравлических прессов. — нКузнечно-.штамповочное производство", 1966, №- 3.

2. Мюллер 3. Гидравлические прессы и их приводы. М., "Машиностроение", 1965.

3. Новоселов. В.И. Малогабаритный гидравлический штамповочный пресс усилием 30000 тс. — "Кузнечно-штамповочное производство", 1963, ¹ 9 (прототип). зсмк В 23 К 31/00 В 23 К 33/00 (54)(57) СВАРНАЯ НЕСУЩАЯ ДЕТАЛЬ, состоящая из нескольких частей, имеющих общую галтель, сваренных по плоскостям, нормальным к поверхности галтели, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения боль-. шей надежности и повышения усталостной прочности сварного соединения, на участке галтели в зоне сварных швов выполнены пазы шириной, превышающей в 3-4 раза ширину шва, и глубиной О, 1-0,3 базы галтели.

1 11079

Изобретение относится к обработке металлов давлением и сварке, точнее к конструкциям массивных сварных корпусных деталей мощных прессов и прокатных станов, содержащих галтельные переходы от продольных к поперечным элементам.

Известны сварные траверсы и цилиндры мощных гидропрессов и прокатных станов, содержащие галтельные 10 переходы от продольных к поперечным элементам, где днище приваривают к корпусу окружным швом, расположенным вне зоны галтельного перехода (13.

Однако в этом случае площадь шва велика.

Траверсы сваривают также поперечными прямоугольными швами f2 g, Однако тогда шов также имеет значительную площадь. 20

Наиболее близким к изобретению является способ, при котором травер" сы сваривают швами, расположенными в меридианальном направлении, т.е. известны сварные несущие детали, 2S состоящие из нескольких частей, имеющих общую галтель, сваренные по плоскостям, нормальным к поверхности галтели (3 3.

ЗО

Однако при этом способе сварные швы попадают в зону галтельного перехода от поперечных к продольным эл ментам. В зоне галтели, даже если ее выполнить по оптимальной кривой, максимальные напряжения в траверсах и цилиндрах мощных прессов достигают

2500 кгс/см . В зоне сварного шва весьма сложно термообработать массивную деталь и в этой зоне механические свойства детали ниже. На концентра- 40 цию напряжений от рабочей нагрузки в галтели накладывается концентрация напряжений от сварки. Это приводит к появлению трещин в зоне шва у галтели и разрушению детали.

Целью изобретения является обеспечение большей надежности и повышение усталостной прочности сварного соединения.

Поставленная цель достигается О за счет того, что в сварной несущей детали, состоящей из нескольких частей, имеющих общую галтель, сваренных по плоскостям, нормальным к поверхности галтели, на участке галтели в 55 зоне сварных швов выполнены пазы шириной, превышающей в 3-4 раза ширину шва, и глубиной О, 1-0,3 базы галтели.

89 2

На фиг. 1 и 2 изображена сварная несущая деталь, вид сверху, разрез; на фиг.3 — сечение А-А на фиг.2; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг.3- на фиг.5 — эпюр изменения напряжения Ь„ по глубине 11 массива несущей детали при рабочей нагрузке.

Траверса мощного гидропресса (фиг. 1 и 2) состоит из четырех сваренных по меридианальным плоскостям частей 1. Части 1 содержат общую для них галтель 2. В галтели 2 в зоне сварных швов 3 в меридианальных направлениях выполнены пазы 4 постоянной глубины, составляющей 0,1-0,3 базы галтели. Ширина пазов в 3-4 раза превышает толщину сварного шва (фиг. 3 и 4). Конкретные размеры сварной детали применительно к нижней поперечине пресса 130С усилием 30v00 тс

Ступинского металлургического комбината таковы: длина 4750 мм, ширина 3750 мм, высота 2300 мм, Rq = 45 мм, R2= 120 мм, В.з =

170 мм — радиусы кривизны переходной галтели; а = 125 мм — база галтели, = 30 мм — толщина сварного шва.

Устройство работает следующим образом.

При подъеме давления в цилиндре гидропресса (не показан) на траверсу воздействуют осевые силы Р „, .распределенные по плоскости Г (фиг.3).

При этом в галтели 2 возникают растягивающие напряжения 6„, эпюр которых показан на фиг.5.

Максимальные меридианальные напряжения на контуре переходной галтели

6 "= 2000 кгс/см . Максимальные окружные напряжениябп "" = 800 кгс/см

1 (не показаны). Максимальные меридианальные напряжения на контуре паза глубиной 0 1 а 12 5 мм равны 6 "= 1250 кгс/см . На контуре паза глубиной 0,3а = 37,5 мм эти напряжения равны б "= 900-1000 кгс/см . Резуль 1 таты получены при исследовании напряженного состояния объемных моделей нижней поперечины пресса 130С усилием 30000 тс методом фотоупругости.

Как видно из эпюра, уровень напряжения 6„ резко снижается по мере удаления от контура галтели в массив детали. Таким образом, выполнение пазов 4 глубиной 0,1-0,3 базы галтели позволяет, практически не увеличивая уровень номинальных напряжений, сни.1107989 зить уровень максимальных напряжений

Й "" в зоне шва в 1, 7-2 раза и обеспечить таким образом равнопрочность зоны швов и основного металла.

Глубина паза 0,1-0,3 базы галтели выбрана на основании того, что на глубине до 0,3 базы галтели происходит наиболее интенсивное снижение уровня напряжений. При этом на глуби- 10 не менее 0,1 базы галтели, например

0,05 ы, снижение уровня напряжений в 1,3 раза недостаточно для обеспечения равнопрочности зоны шва и основного металла. Паз на глубину более 15

0,3 базы галтели технологически сложно выполнить и, как видно из эпюра (фиг.5), не дает существенного уменьшения уровня напряжений. Ширина паза в 3-4 раза превышает толщину сварного шва. Выполнение паза шириной более четырех толщин сварного шва нецелесообразно, так как зона пониженных свойств составляет три толщины шва.

Ремонт траверсы пресса 130С усилием

30000 тс Ступинского металлургического комбината, имеющей трещины и металлургические дефекты на поверхности переходной галтели в зоне сварных швов, позволит исключить замену траверсы массой 180 т стоимостью около

400 тыс.руб. Длительность изготовления одной такой траверсы превышает

1 год.

1107989

1107989 (Риг. 5

ВНЦИЩ Заказ 5818/12 Тираж 1037 Подписное

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