Патент на изобретение №2161276

(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ УПРУГОСТИ ТОРСИОННЫХ ВАЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к обработке металлов давлением и, в частности, к способам термомеханической обработки валов. Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей известного способа, а именно восстановление упругих свойств торсионных валов. Способ восстановления упругости торсионных валов включает нагрев, поверхностное пластическое деформирование и охлаждение. Причем нагрев, кручение и поверхностное пластическое деформирование осуществляют непрерывно-последовательно по длине торсионного вала. Кручение каждого нагреваемого сечения осуществляют на угол ⁰₁, который рассчитывается по формуле

где х – расстояние от конца торсионного вала до нагреваемого сечения (без шлицевой части вала), м; L – длина торсионного вала (без шлицевой части вала), м; ⁰ – предельный угол скручивания торсионного вала, отработавшего ресурс, град. 1 табл., 7 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и, в частности, к способам термомеханической обработки валов.

Известны способы поверхностной обработки валов, заключающиеся в нагреве вала и накатке его поверхности роликом (см. Пшибыльский “Технология поверхностной пластической обработки”, 1998, Москва). Однако эти способы не обеспечивают восстановления упругости торсионных валов.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ электромеханической обработки валов, описанный в книге Аскинази Б.М. “Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой”. Ленинград, “Машиностроение”, 1977, на странице 80.

Способ заключается в обкатке поверхности вала роликом с одновременным нагревом места контакта ролика и вала электрическим током и охлаждением.

Недостатком этого способа являются его недостаточные технологические возможности, в частности он не обеспечивает восстановления параметров торсионных валов.

Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей известного способа, а именно восстановление упругих свойств торсионных валов.

Поставленная задача достигается тем, что нагрев, кручение и поверхностное пластическое деформирование осуществляют непрерывно-последовательно по длине торсионного вала, причем кручение каждого нагреваемого сечения осуществляют на угол ₁, который рассчитывается по формуле

где x – расстояние от конца торсионного вала до нагреваемого сечения (без шлицевой части вала), м;
L – длина торсионного вала (без шлицевой части вала), м;
^{– предельный угол скручивания торсионного вала, отработавшего ресурс, град.}

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен торсионный вал, отработавший ресурс, имеющий остаточную деформацию угол ^{.
На фиг.2 изображена схема закрепления торсионного вала в неподвижном 1 и подвижном 2 зажимах.}

На фиг.3 изображена схема установки для восстановления торсионных валов.

На фиг.4 изображена электрическая схема для нагрева торсионного вала.

На фиг. 5, 6, 7 изображены схемы восстановления торсионного вала при перемещении обкаточных роликов по длине торсионного вала.

Способ осуществляется следующим образом. Торсионный вал после эксплуатации скручивается по сравнению с новым на угол ₁ (фиг.1). Вал, отработавший ресурс, устанавливают шлицевыми концами в зажимы 1 и 2 (фиг.2). Зажим 1 закреплен неподвижно, зажим 2 принудительно поворачивается вокруг оси. С противоположных сторон к неподвижно зажатому концу вала подводятся три обжимающих ролика 3, 4, 5 и прижимаются к валу усилием N (фиг.3). Для нагрева торсионного вала 6 служат трансформатор 7 и магнитный пускатель 8. Токоподводы трансформатора 7 закреплены на обжимающих роликах 3 и 5. Охлаждающая жидкость подводится в зону нагрева по трубке 9 (фиг.4).

При восстановлении торсионный вал шлицевыми концами закрепляют в зажимах 1 и 2. К валу подводят ролики 3, 4, 5 и прижимают усилием N (фиг. 5).

Одновременно:
– придается вращение роликам 3, 4, 5, они обкатывают восстанавливаемый вал 6, перемещаясь от неподвижно зажатого конца к подвижному (фиг. 5, 6, 7);
– включается магнитный пускатель 8, между роликом 3, валом 6 и роликом 5 пропускается электрический ток с параметрами U=10 В, J=5000 A;
– зажим 2 с закрепленным в нем концом торсионного вала постепенно, по мере продвижения обкаточных роликов 3, 4, 5, поворачивается в сторону, обратную нагружению при эксплуатации на угол ₁.
Причем величина угла поворота ₁ зажима 2 в каждый момент перемещения роликов 3, 4, 5 рассчитывается по формуле
,
где x – расстояние от конца торсионного вала до положения обкаточных роликов (без шлицевой части), м;
L – длина торсионного вала (без шлицевой части вала), м;
^{– предельный угол скручивания торсионного вала, отработавшего ресурс, град.}

Восстанавливаемый торсионный вал 6 последовательно в каждом своем сечении подвергается одновременному поверхностному пластическому обжатию роликами 3, 4, 5, нагреву между роликами 3 и 5, обратной деформации (кручения) на угол ₁ между зажимами 1 и 2 и охлаждению жидкостью, которая поступает по трубке 9.

Исходные данные и результаты восстановления упругости выбракованных после эксплуатации торсионных валов заднего моста сельскохозяйственного трактора Т-70 приведены в таблице.

Из таблицы следует, что до восстановления торсионные валы имеют угол остаточной деформации ^{от 12o до 21o, а после обработки предлагаемым способом угол остаточной деформации составляет 0-2o.}

Предлагаемый способ имеет более широкие технологические возможности и позволяет восстанавливать упругость торсионных валов.

Формула изобретения

Способ восстановления упругости торсионных валов, включающий нагрев, поверхностное пластическое деформирование, охлаждение, отличающийся тем, что нагрев, кручение и поверхностное пластическое деформирование осуществляют непрерывно-последовательно по длине торсионного вала, причем кручение каждого нагреваемого сечения осуществляют на угол ⁰₁, который рассчитывается по формуле

где x – расстояние от конца торсионного вала до нагреваемого сечения (без шлицевой части), м;
L – длина торсионного вала (без шлицевой части вала), м;
⁰ – предельный угол скручивания торсионного вала, отработавшего ресурс, град.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.04.2002

Номер и год публикации бюллетеня: 35-2003

Извещение опубликовано: 20.12.2003