Патент на изобретение №2287025
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ФРИКЦИОННО-МЕХАНИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ВНУТРЕННИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретения относятся к способам и оборудованию для нанесения антифрикционных покрытий на внутренние цилиндрические поверхности деталей из алюминиевых сплавов с оксидными покрытиями, сформированными анодно-катодным микродуговым оксидированием (МДО). Осуществляют вращение обрабатываемой детали и устройства для нанесения антифрикционного покрытия во взаимно противоположных направлениях. Устройству сообщают возвратно-поступательные колебания вдоль оси обрабатываемой поверхности детали с размахом и частотой, определяемыми по формулам:
(56) (продолжение): CLASS=”b560m”Долговечность трущихся деталей машин. Сборник научн.статей, Вып.№4, под общей редакц. Д.Н.Гаркунова, М., Машиностроение, 1990, с.34-59.
Изобретение относится к способам и оборудованию для нанесения антифрикционных покрытий на внутренние цилиндрические поверхности деталей из алюминиевых сплавов с оксидными покрытиями, сформированными анодно-катодным микродуговым оксидированием (МДО). В ремонтном производстве известно устройство для фрикционно-механического нанесения антифрикционных покрытий, содержащее корпус, натирающие элементы в виде щеток и привод их вращения, при этом покрытие наносится за счет ударного взаимодействия щеток с обрабатываемой поверхностью [А.С. СССР 1235990, С 23 С 24/06, опубл. в Б.И. №10, 1984]. Однако использование данного устройства для фрикционно-механической обработки оксидных покрытий, имеющих пористую и «рыхлую» наружную поверхность, приводит к их выкрашиванию и разрушению, что существенно ограничивает возможности его использования. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ фрикционно-механического нанесения антифрикционных покрытий на стальные детали и устройство для его осуществления, при этом устройство содержит корпус с установленным на нем подпружиненным плунжером, регулировочный винт с гайкой, рычаг, деформирующий элемент в виде подпружиненного шарика и натирающий элемент, выполненный в виде двух пластин, охватывающих деформирующий элемент, а покрытие наносится за счет силового взаимодействия натирающего элемента и обрабатываемой детали при их вращении в одном направлении и перемещении устройства вдоль оси обрабатываемой поверхности детали [А.С. СССР 1079697, С 23 С 17/00, опубл. в Б.И. №10, 1984 – прототип]. Недостатком данного изобретения является то, что контактные давления в зоне взаимодействия натирающего элемента с обрабатываемой стальной деталью, необходимые для нанесения качественного антифрикционного покрытия, превышают 40 МПа. При нанесении антифрикционного покрытия на оксидное покрытие, сформированное анодно-катодным МДО на достаточно мягкой (по сравнению со сталью) детали из алюминиевого сплава, уже при контактных давлениях, превышающих 6…10 МПа, оксидное покрытие будет разрушаться из-за пластической деформации материала детали. Задачей изобретения является расширение технологических возможностей фрикционно-механического нанесения антифрикционных покрытий на основе меди на оксидные покрытия, сформированные анодно-катодным МДО на внутренних цилиндрических поверхностях деталей из алюминиевых сплавов, путем снижения контактных давлений в зоне обработки. Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе фрикционно-механического нанесения антифрикционных покрытий, включающем силовое взаимодействие обрабатываемой детали и устройства для нанесения антифрикционного покрытия при их вращении и перемещении устройства вдоль оси обрабатываемой поверхности детали, согласно изобретению вращение обрабатываемой детали и устройства для нанесения антифрикционного покрытия происходит во взаимно противоположных направлениях, при этом устройство совершает возвратно-поступательные колебания вдоль оси обрабатываемой поверхности детали с размахом и частотой, определяемыми по формулам:
f=(0,4÷1,6)·( где f – частота колебаний устройства, Гц; b – ширина натирающего элемента, мм;
Кроме того, для достижения поставленной задачи в известном устройстве для фрикционно-механического нанесения антифрикционных покрытий, содержащем корпус с установленными на нем деформирующим и натирающим элементами, причем натирающий элемент выполнен в виде пластины, охватывающей деформирующий элемент, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ корпус выполнен в виде полого цилиндра и имеет на конце кольцевую проточку с резьбой, в которой размещены и закреплены упорной шайбой упругий и деформирующий кольцевые элементы, причем упругий элемент жестко соединен с корпусом и деформирующим элементом, имеющим на наружной поверхности оксидное теплоизолирующее покрытие и кольцевую канавку для размещения натирающего элемента, толщину которого определяют по формуле:
где
D – диаметр обрабатываемой цилиндрической поверхности, мм; d – диаметр наружной поверхности натирающего элемента, мм; В – ширина обрабатываемой цилиндрической поверхности, мм; b – ширина натирающего элемента, мм. Кроме этого, в корпусе, упругом и деформирующем кольцевых элементах выполнен сквозной паз для закрепления натирающего элемента и предотвращения его проскальзывания. Сущность изобретения поясняется чертежами, где: На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид. На фиг.2 – сечение А-А на фиг.1. Устройство для фрикционно-механического нанесения антифрикционных покрытий на внутренние цилиндрические поверхности деталей состоит из корпуса 1, выполненного в виде полого цилиндра, который размещен в направляющих (не показаны) и связан с устройством, обеспечивающим создание регулируемых по частоте и амплитуде осевых колебаний (не показано). Корпус 1 имеет на конце кольцевую проточку 2 с резьбой для установки упорной шайбы 3. В проточке 2 размещены упругий кольцевой элемент 4, изготовленный из резины или упругоподатливого полимера, и деформирующий кольцевой элемент 5, выполненный из алюминиевого сплава, причем упругий кольцевой элемент 4 жестко, посредством, например, клеевого соединения, соединен с корпусом 1 и деформирующим кольцевым элементом 5. Упорная шайба 3 крепит упругий 4 и деформирующий 5 кольцевые элементы таким образом, чтобы обеспечивалось их силовое замыкание в осевом направлении при сохранении подвижности в радиальном. Деформирующий кольцевой элемент 5 имеет на наружной поверхности оксидное теплоизолирующее покрытие и кольцевую канавку глубиной Определение толщины натирающего элемента 6 по формуле Устройство для фрикционно-механического нанесения антифрикционных покрытий на внутренние цилиндрические поверхности деталей работает следующим образом. Перед нанесением антифрикционного покрытия устройство вводят в обрабатываемую деталь 8 и между натирающим элементом 6 и оксидным покрытием 9 на поверхности детали создают контактные давления 3…4 МПа. Затем устройство и обрабатываемую деталь 8 приводят во вращение во взаимно противоположных направлениях, при этом устройство перемещается в осевом направлении с подачей S=1…5 мм/мин и одновременно совершает возвратно-поступательные колебательные движения с размахом Проведенные исследования показали, что при размахе колебаний устройства в осевом направлении Применение предлагаемого устройства позволяет значительно расширить технологические возможности фрикционно-механического нанесения антифрикционных покрытий на основе меди на оксидные покрытия, сформированные анодно-катодным МДО на внутренних цилиндрических поверхностях деталей из алюминиевых сплавов. При этом выполнение натирающего элемента 6 из тонкой фольги и размещение его между теплоизолирующими элементами, одним из которых является оксидное покрытие на деформирующем элементе 5, а вторым – оксидное покрытие 9 на обрабатываемой детали 8, позволяет создать температуру, необходимую для локального расплавления натирающего элемента 6 в зоне контакта с микронеровностями оксидного покрытия обрабатываемой детали, и за счет этого осуществлять формирование антифрикционного покрытия при контактных давлениях не более 3…4 МПа, то есть на порядок меньших, по сравнению с традиционными, исключив выкрашивание и разрушение оксидного покрытия детали. Кроме этого, возможность встречного, по отношению к направлению вращения обрабатываемой детали, вращения устройства и его возвратно-поступательные колебания вдоль оси детали также позволяют повысить количество выделяемого тепла в зоне контакта натирающего элемента 6 и обрабатываемой поверхности, используя при этом более тонкую фольгу для натирающего элемента, и на основе этого снизить уровень контактных давлений при обработке.
Формула изобретения
1. Способ фрикционно-механического нанесения антифрикционных покрытий на внутренние цилиндрические поверхности деталей из алюминиевых сплавов с оксидным покрытием, включающий силовое взаимодействие обрабатываемой детали и устройства для нанесения антифрикционного покрытия, содержащего натирающий и деформирующий элементы, при их вращении и перемещении устройства вдоль оси обрабатываемой поверхности детали, отличающийся тем, что вращение обрабатываемой детали и упомянутого устройства осуществляют во взаимно противоположных направлениях, при этом используют деформирующий элемент, на поверхности которого нанесено оксидное теплоизолирующее покрытие, устройству сообщают возвратно-поступательные колебания вдоль оси обрабатываемой поверхности детали с размахом где b – ширина натирающего элемента, мм;
2. Устройство для фрикционно-механического нанесения антифрикционных покрытий на внутренние цилиндрические поверхности деталей из алюминиевых сплавов с оксидным покрытием, содержащее корпус с установленными на нем деформирующим и натирающим элементами, причем натирающий элемент выполнен в виде пластины, охватывающей деформирующий элемент, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде полого цилиндра и имеет на конце кольцевую проточку с резьбой, в которой закреплены упругий и деформирующий кольцевые элементы, причем упругий элемент жестко соединен с корпусом и деформирующим элементом, имеющим на наружной поверхности оксидное теплоизолирующее покрытие и кольцевую канавку для размещения натирающего элемента, толщина которого где D – диаметр обрабатываемой цилиндрической поверхности, мм; d – диаметр наружной поверхности натирающего элемента, мм; В – ширина обрабатываемой цилиндрической поверхности, мм; b – ширина натирающего элемента, мм. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в корпусе, упругом и деформирующем кольцевых элементах выполнен сквозной паз для закрепления натирающего элемента и предотвращения его проскальзывания.
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 07.06.2007
Извещение опубликовано: 27.02.2009 БИ: 06/2009
|
||||||||||||||||||||||||||
=(0,05÷0,2)·b, f=(0,4÷1,6)·(
1+
p·(D/d)·(B/b), где 
0,3
>0,2·b эффективность их введения незначительна, так как при малом размахе колебаний количество дополнительно выделяемого тепла в зоне контакта мало, а при большом существенно возрастает теплооотдача, а температура в зоне контакта стабилизируется на определенном уровне, не возрастая с дальнейшим увеличением 
