Способ ремонта шестеренных гидронасосов

Способ ремонта шестеренных гидронасосов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕ Tt:KVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rsI>s В 23 P 6/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

О ос (21) 4778908/27 (22) 08.01.90 (46) 23.01,92. Бюл, М 3 (71) Киевский автомобильно-дорожный институт им,.60-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.И. Климин, 3.И. Краснокутская, В.В. Климин, М.П. Гребельник, В.Н. Глуховский и В,И. Шевченко (53) 621.794(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1023127, кл. В 23 Р 6/00, 1981. (54) СПОСОБ РЕМОНТА ШЕСТЕРНЫХ ГИДРОНАСОСОВ (57) Изобретение относится к ремонту изношенных деталей машин и может быть использовано для восстановления деталей шестеренных гидронасосов, в частности их корпусов и вал-шестерен. Цель изобретения — повышение качества ремонта гидронасосов эа счет уменьшения утечек масла через зазоры между корпусом и шестернями и по линии контакта зубьев, исключение перегрева насоса и увеличение его рабочего

Изобретение относится к ремонту изношенных деталей машин и может быть использовано для восстановления деталей шестеренных гидронасосов. в частности их корпусов и вал-шестерен.

Известен способ восстановления деталей гидронасоса, например вал-шестерен.

Этим способом деталь восстанавливают пластической деформацией эа счет основного металла.

Восстановление вал-шестерни указанным способом осуществляется в матрице перемещением металла от оси шестерни к периферии усилием дорнирующего инстру„„SU„„1706829А1 объема, а также повторное использование корпусных деталей, повышение надежности отремонтированных гидронасосов и их производительности. уменьшение простоее техники и 100=,ь экономии металла. По предлагаемому способу дополнительно осуществляют механическую обработку отверстий корпуса, сопряженных с цилиндрическими поверхностями шеек вал-шестерен осуществляют до размера 0»=0и диэ „, со смещением оси обработки на величину диэ на»с /2 В СТОрОНу МдКСИМаЛЬНОГО ИЗНОСа, где 0» — размер соответствующего обработанного отверстия в корпусе; DH — номинальный размер соответствующего отверстия в корпусе; диэ на»с максимдль ная величина износа колодца корпуса. а еал-шестерни перед их механической обработкой раздают до размера 0„=0„i hÄI, и подвергают термообработке, где D — диаметр раздаваемого участка шестерни после раздачи; д,р — величина припуска под механическую обработку. 5 ил, мента, который проталкивают через технологическое отверстие, выполненное по оси шестерни.,О

Этот способ позволяет восстанавливать функциональную пригодность вал-шестерни эа счет восстановления их конструктивных размеров до номинальных величин.

Известен способ ремонта шестереннык гидронасосов, заключающийся в том. что работоспособность гидронасоса восстанавливают путем ремонта корпуса и вал-шестерни.

1706829

15

25

35

45

55

Этот способ осуществляется с помощью технологического процесса, применяемого на ремонтных предприятиях, Ремонт корпуса по укаэанному технологическому процессу включает отливку фасонной гильзы, механическую обработку этой гильзы и эапрессовку ее в корпус, расточку колодцев в гильзе под определенную ремонтную группу шестерен, размеры которых ниже номинальных, Недостатком способа гильзирования корпусов являешься то, что он не обеспечивает необходимого качества ремонта, так как расточка корпуса под гильзу снижает его механическую прочность, а изготовление фасонной гильзы представляет технологическую трудность, в результате при ее запрессовке в корпус остаются зазоры, через которые происходит утечка масла, что ведет к снижению производительности гидронасоса.

Данный способ ремонта корпусов настолько неэФфективный, что ремонтные предприятия предпочитают сдавать поступающие в ремонт корпуса на переплавку.

Вал-шестерни по этому же технологическому процессу шлифуют до размеров, соответствующих ремонтным размерам колодцев корпуса, однако профили зубьев по этой технологии не обрабатывают, что является недостатком этой технологии. Кроме того, при шлифовке в ремонтные размеры ниже номинальных уменьшается рабочий объем гидронасоса, что снижает его производительность, а шлифовка рабочих поверхностей вал-шестерен снимает цементационный слой, что ухудшает физико-механические свойства материала и ведет к уменьшению ресурса гидронасоса.

Таким образом, отремонтированные по указанному способу гидронасосы имеют заниженные эксплуатационные показатели и высокую стоимость ремонта, так как требуют изготовления трудоемких дополнительных деталей и дополнительного металла, Известен способ ремонта деталей с помощью ремонтных размеров, который позволяет восстановить форму изношенной поверхности отверстия (вала) при условии сохранения его центра. Действие способа применительно к ремонту отверстия в общем виде описывается формулой

d p-d н+2(и+ а)=2 u+2 а+ dH, где dp — диаметр отверстия после ремонта;

d< — номинальный диаметр;

u — величина износа; а — величина припуска.

Применить данный способ ремонта корпусов гидронасосов нельзя, так как для его реализации пришлось бы увеличить диаметр зубчатого венца сопряженной с отверстием (колодцем корпуса) вал-шестерни гидронасоса на некоторую величину x=2u+2a, т.е. на величину, равную сумме удвоенных износа и припуска. указанное увеличение диаметра зубчатого венца (с учетом характерной для гидронасосов износа сопряжения шестерня-корпус, достигающей на момент выбраковки до 0,3 мм) недопустимо по причине черезмерного заострения вершин зубьев, обусловленного конструктивными особенностями как самих вал-шестерен, так и способом изготовления их зубчатого венца.

Известен также способ ремонта шестеренных гидронасосов, включающий механическую обработку колодцев путем их расточки со стороны всасывающей полости инструментом радиусом, равным радиусу отшлифованной шестерни, на части окружности длиной не менее л 0/Z, при этом корпус смещения относительно осей шестерен в сторону напорной полости. Здесь 0 и Z соответственно диаметр окружности выступов и число вал-шестерни.

Недостатком этого способа является то, что в гидронасосах. отремонтированных по этому способу, применяют вал-шестерни, имеющие все недостатки предыдущего способа, так как в данном способе не восстанавливают изношенный профиль зуба, а диаметры выступов зубчатого венца и шейки шлифуют до ремонтных размеров, ниже номинальных.

Невосстановленные профили зубьев в зацеплении не создают плотного контакта по всей длине зуба, что ведет к утечкам масла, т.е. потери производительности.

Шлифовка зубчатого венца до ремонтных размеров ниже номинальных уменьшает рабочий объем гидронасосов, что также снижает его производительность.

Кроме того, шлифовка цементированных рабочих поверхностей вал-шестерни до уменьшенных ремонтных размеров отрицательно сказывается на их износостойкость, что ведет к сокращению ресурса гидронасоса.

П роиэводител ь ность шесте ре нного гидронасоса при номинальном давлении обеспечивается не только величиной рабочего объема. но и величиной участка поверхности колодцев корпуса, сопряженной с поверхностью вершин зубьев, так как давление масла в нагнетательном канале создается всеми зубьями, контактирующими с поверхностью колодцев корпуса, и воэрастает от давления всасывания до давления нагнетания пропорционально углу между крайними зубьями, имеющими

1706829 контакт с поверхностью колодцев корпуса у всасывающего и нагнетательного каналов.

В известном способе величина поверхности колодца корпуса, сопряженная с вершинами зубьев шестерни, определяется отношением л D/Z и с учетом конструктивных особенностей гидронасоса является практически максимально достигаемой.

Это означает, что с поверхностью каждого колодца одновременно контактируют своими вершинами не более, чем по одному зубу ведущей и ведомой вал-шестерен. Следовательно, уплотняющий эффект от контакта вершин зубьев с поверхностью колодцев сводится до минимума, в силу чего такой гидронасос не в состоянии обеспечить номинальную производительность при номинальном давлении. Это обстоятельство, уменьшенный рабочий объем, получаемый в результате шлифовки вал-шестерен, невосстановленные профили зубьев и сокращение ресурса гидронасоса, вызванного нарушением шлифовки цементированного слоя рабочих поверхностей вал-шестерен, отрицательно сказываются на качестве ремонта и снижают экономическую эффективность от применения указанного способа.

Цель изобретения — повышение качества ремонта гидронасосов за счет комплексного восстановления работоспособности изношенных деталей, Предложенный способ ремонта шестеренных гидронасосов основан на использовании характера и величины износа корпуса и возможности получения работоспособной вал-шестерни, имеющей такое приращение размеров. которое компенсирует величину названного износа.

Износ корпуса характеризуется тем, что он развивается со стороны всасывающего отверстия, при этом величина износа на момент выбраковки гидронасоса находится в пределах 0,05-0,3 мм. Разброс в износе корпуса объясняется тем, что гидронасос может потерять работоспособность и от других дефектов, устраняемых при комплексном ремонте, в том числе и от названного износа корпуса. Причем предельное значение износа (0,3 мм) встречается в 1-2 поступивших в ремонт гидронасосов.

Указанное свойство износа располагаться односторонне дает воэможность исправить изношенную поверхность колодца механической обработкой, придав максимальное приращение его диаметру, равное величине максимального износа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ремонта шестеренных гидронасосов, включающему механическую обработку изношенных вал-шестерен, механическую обработку корпуса и сборку насоса, дополнительно осуществляют механическую обработку отверстий корпуса, сопряженных с цилиндрическими поверх5 ностями шеек вал-шестерен, при этом механическую обработку как колодцев корпуса, так и отверстий, сопряженных с цилиндрическими поверхностями шеек вал-шестерен осуществляют до размера D» Он+ 413.max co

10 смещением оси обработки на величину

А з.max /2 в сторону максимального износа, где О, — размер соответствующего обработанного отверстия в корпусе, DH — номинальный размер соответствующего

15 отверстия в корпусе, 3 max —. максимальная величина износа колодца корпуса. а валшестерни перед их механической обработкой раздают до размера Ош=О»+ для и подвергают термической обработке, где D — диаметр раздаваемого участка шестерни после раздачи, д„ вЂ” величина припуска под механическую обработку.

На фиг. 1 показана схема, иллюстрирующая предлагаемый способ; на фиг. 2 и 3— схема расположения избыточного металла (заштрихованные участки). удаляемого в процессе исправления изношенных поверхностей колодцев с номинальным диаметром О до его ремонтного значения О» при минимальном (A„mi, ) и максимальном (30 джаз.max ) износах соответственно; на фиг, 4— шестеренный гидронасос; на фиг. 5 — разрез

А-А на фиг. 4.

Благодаря такому осуществлению способа ремонта т.е. дополнительной механической обработке отверстий корпуса, сопряженных с цилиндрическими поверхностями шеек вал-шестерен получаем увеличенный рабочий объем гидронасоса: выбор диаметра обработанного отверстия в корпусе О», равный сумме номинального диаметра отверстия в корпусе Он в зоне ее износа и максимальной возможной величи45 ны укаэанного износа дед max и восстановленные профили зубьев, обеспечивают в сопряженных парах, в частности между всеми вершинами зубьев и поверхностью колодца, а также по линии контакта профилей зубьев посадки, аналогичные посадкам в новом насосе, что положительно сказывается на производительности гидронасоса, а термическая обработка вал-шестерен увеличивает его ресурс, т.е. повышается качество ремонта от применения предлагаемого способа, Вал-шестерни для такого насоса получают путем пластической раздачи изношенных вал-шестерен на такую величину, которая позволяет после их механической

1706829

15

55 обработки и термической обработки получить диаметры зубчатого венца и шеек, соответствующие диаметрам обработанных отверстий в корпусе.

Пластическую раздачу выполняют в матрице, обеспечивающей получение валшестерен с размерами выше номинальных, Это достигается за счет повышенной пластичности материала шестерни, благодаря ее нагреву до 1100 — 1150 С индукционными токами с последующей пластической раздачей.

Поверхности втулок исправляют механической обработкой. При этом припуск для механической обработки втулки получают путем перераспределения металла в эоны износа пластической деформацией.

Цилиндрические поверхности втулок (вкладышей), сопряженные с цилиндрическими поверхностями шеек вал-шестерен, выполняют соосными с исправленными поверхностями колодцев корпуса в зоне зубчатого венца.

Шестеоенный гидронасос, напоимео

НШ46У (фиг.4), состоит из вал-шестерен 1,2, содержащих шейки 3 и зубчатый венец 4, состоящий из зубьев 5 (фиг. 5), входящих в зацепление между собой; корпуса 6 (фиг, 4), содержащего колодцы 7 (фиг. 5), ограниченные изношенными поверхностями 8, кинематически сопряженными с шейками 3 (фиг.

4) и зубчатыми венцами 4 вал-шестерен 1.2, а также отверстие 9 (фиг. 5), предназначенное для всасывания масла, и отверстие 10, предназначенное для нагнетания масла в гидросистему, и крышки 11 (фиг. 4), прикрепленной к корпусу 6.

На фиг. 5 стрелками показано направление вращения вал-шестерен 1, 2 при данном расположении всасывающего отверстия 9 и нагнетательн:>го отверстия 10, Способ реализуется следующим образом.

Взятый для примера гидронасос (фиг.

4), потеряв работоспособность, поступает в ремонт, где его моют, разбирают и детали дефектуют, На момент выбраковки гидронасоса износ сопряженных поверхностей 8 в зоне зубчатого венца 4 находится в пределах

0.05 — 0,3 мм. При ремонте изношенных корпусов нужно ориентироваться на максимально возможный износ д, <» =0,3 мм.

Поэтому после дефектовки колодцы 7, сопряженные с вал-шестернями 1, 2 изношенными поверхностями 8, исправляют механической обработкой с учетом

А з,max =0,3 мм, т.е. колодцы, имеющие номинальный диаметр DH:=55 мм, исправляют до диаметра 0к.=Он+ диэ.max, т,е. до диаметра 55,3 мм, при этом ось исправляемой поверхности смещают в сторону износа на величину д max /2, а поверхности 8, имеющие D --26мм, исправляютдодиаметра 26,3 мм соосно с исправлеHной поверхностью в зоне зубчатого венца 4.

Шейки 3 и зубчатые венцы 4 восстанавливают путем пластической раздачи вал-шестерен 1 и 2 в матрице, обеспечивающей получение вал-шестерен с размерами выше номинальных. Это достигается эа счет повышенной пластичности материала шестерни, благодаря ее нагреву до 1100-1150 С индукционными токами с последующей пластичес кой раздачей, после чего вал-шестерни 1, 2 проходят термическую и механическую обработку до диаметров соответствующих расточек, при этом механической обработкой исправляется также изношенный профиль зубьев. Затем из восстановленных описанным способом деталей собирают гидронасос.

Использование предлагаемого способа ремонта позволяет повысить производительность гидронасоса при номинальном давлении, т.е. повысить качество ремонта эа счет уменьшения утечек масла через зазоры между поверхностью колодцев корпуса и всеми вершинами зубьев вал-шестерен, благодаря восстановлению в сопряжении поверхность колодца — вершины зубьев номинальной посадки; устранения утечек масла в зацеплении, так как восстановленные профили обеспечивают плотный контакт по всей длине сопряженных зубьев; исключения перегревов гидронасосов, что обеспечивается снижением трения между восстановленными зубьями, благодаря исправлению их профилей; увеличение рабочего объема гидронасоса, благодаря выполнению колодцев корпуса и соотвегствующих ему вал-шестерен выше номинальных размеров, Количество гидронасосов, ежегодно поступающих в ремонт, исчисляется сотнями тысяч. В среднем при восстановлении комплекта вал-шестерен экономится не менее 2 руб. При восстановлении расточкой корпуса экономия составляет примерно 5 руб. В сумме на каждом насосе при его восстановлении предлагаемым способом экономия составляет не менее 7 руб. Кроме того. большой экономический эффект достигается за счет уменьшения простоя техники, благодаря своевременному обеспечению ее запасными гидронасосами, а также эа счет экономии черных и цветных металлов. бла170f)829

10 годаря вторичному использованию изношенных деталей.

Формула изобретения

Способ ремонта шестеренных гидронасосов, включающий механическую обработку изношенных вал-шестерен, механическую обработку корпуса и сборку насоса, отличающийся тем, что, с целью повышения качества ремонта, дополнительно осуществляют механическую обработку отверстий корпуса, сопряженных с цилиндрическими поверхностями шеек валшестерен, при этом механическую обработку как колодцев корпуса. так и отверстий, сопряженных с цилиндрическими поверхностями шеек вал-шестерен осуществляют до размера Ок=-Он+ А а.макс со смещением оси обработки на величину д„, м„„/2 в с орону максимального износа, где D» — размер соответствующего обработанного отверстия в корпусе, DH — номинальный размер соответствующего отверстия в корпусе. диа макс МЭКСИМЭЛЬНЭЯ ВЕЛИЧИНЭ ИЭНОСЭ КОлодца корпуса. а вал-шестерни перед их механической обработкой раздают до размера

Dg>=De+ np и подвергают термообработке, где DUj — диаметр раздаваемого участка шестерни после раздачи, д„р — величина припуска под механическую обработку.

1706829

1706829 а5

Составитель 3. Третьякова

Редактор С. Патрушева Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Заказ 229 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101