RU2497622C2 - Method of hydroelectric expansion of sleeves - Google Patents
Method of hydroelectric expansion of sleeves Download PDFInfo
- Publication number
- RU2497622C2 RU2497622C2 RU2011154319/02A RU2011154319A RU2497622C2 RU 2497622 C2 RU2497622 C2 RU 2497622C2 RU 2011154319/02 A RU2011154319/02 A RU 2011154319/02A RU 2011154319 A RU2011154319 A RU 2011154319A RU 2497622 C2 RU2497622 C2 RU 2497622C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sleeve
- collet
- elastic plate
- distribution
- electro
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Description
Способ относится к области механической обработки материалов с помощью электрогидравлического эффекта, а также предназначен для электрогидравлической раздачи втулок, в том числе и поршневых пальцев.The method relates to the field of mechanical processing of materials using the electro-hydraulic effect, and is also intended for electro-hydraulic distribution of bushings, including piston fingers.
Известен способ и устройство электрогидравлического восстановления геометрических размеров изношенных поршневых пальцев, втулок (см. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности - Л.: Машиностроение, - 1986. - С.147-148; Авторское свидетельство №147917, Способ восстановления размеров полых деталей машин, бюллетень №11, 1962, авт. Юткин Л.А., Гольцова Л.И.), с помощью которого раздача происходит высоковольтным разрядом между двумя электродами, сопровождающимся взрывом проволоки, соединяющий эти электроды.A known method and device for electro-hydraulic restoration of geometric dimensions of worn piston fingers, bushings (see Yutkin L.A. Electro-hydraulic effect and its application in industry - L .: Mechanical engineering, - 1986. - P.147-148; Copyright certificate No. 147917, Method restoration of the dimensions of hollow machine parts, Bulletin No. 11, 1962, authored by L. Yutkin, L.I. Goltsova), with the help of which distribution takes place by a high-voltage discharge between two electrodes, accompanied by a wire explosion connecting these electrodes.
Признаки, которые совпадают с существенными признаками заявляемого способа:Signs that match the essential features of the proposed method:
- раздачу производят за счет высоковольтного разряда между электродами;- distribution is carried out due to the high voltage discharge between the electrodes;
- деформирование пальца производят в обойме.- the deformation of the finger is made in the cage.
Причина, которая препятствует получению необходимого технического результата, следующая: взрыв проволоки производят в канале, который значительно отличается от прямолинейного, в результате этого появляется большая эллипсность, конусность и бочкообразность поверхности пальца, что приводит к снижению качества восстанавливаемой детали.The reason that prevents the necessary technical result from being obtained is as follows: the wire is blasted in a channel that differs significantly from a straight line, as a result of which there is a large ellipse, taper and barrel-shaped surface of the finger, which leads to a decrease in the quality of the restored part.
Ближайшим по технической сути к заявляемому способу принимаем за прототип способ для электрогидравлического восстановления поршневых пальцев (см. Каспарянц А.А., Какуевицкий В.А. Использование электрогидравлического эффекта для восстановления поршневых пальцев // Автомоб. трансп. - 1982. - №8 - С.103-106), при применении которого раздача происходит патроном, в который вставлен взрывающийся провод, соединяющий оба электрода.The closest in technical essence to the claimed method is taken as a prototype method for electro-hydraulic restoration of piston fingers (see Kasparyants A.A., Kakuevitsky V.A. Use of electro-hydraulic effect for restoration of piston fingers // Avtomobil. S.103-106), in the application of which the distribution takes place with a cartridge, into which an exploding wire is inserted connecting both electrodes.
Признаки, которые совпадают с существенными признаками заявляемого способа:Signs that match the essential features of the proposed method:
- раздачу производят за счет высоковольтного разряда между электродами;- distribution is carried out due to the high voltage discharge between the electrodes;
- деформирование пальца производят в обойме.- the deformation of the finger is made in the cage.
Причина, которая препятствует получению необходимого технического результата, следующая: при прохождении электрогидравлического взрыва металлической проволочки имеет место некоторая неравномерность развития взрыва, и, соответственно, деформация втулки происходит неравномерно. Вследствие этого втулка после восстановления имеет большую бочкообразность, конусность, большую криволинейность оси, которая приводит к неравномерному или недостаточному припуску при чистовой механической обработке. В основу настоящего изобретения поставлена задача создать способ электрогидравлической раздачи втулок в жесткой обойме, высоковольтный разряд многократно осуществляют в замкнутой камере, а ударные импульсы передают от упругой пластины электророзрядной камеры через пуансон цанги на внутреннюю стенку втулки с давлением
Суть изобретения заключается в способе электрогидравлической раздачи втулок в жесткой обойме, согласно изобретению высоковольтный разряд многократно осуществляют в замкнутой камере, а ударные импульсы передают от упругой пластины электророзрядной камеры через пуансон цанги на внутреннюю стенку втулки с давлением
Импульсы создают электроразрядным вибратором. Большая амплитуда ударного импульса, который производит работу по раздачи втулки, передает высокоскоростной цуг упругих высокочастотных колебаний. Эти колебания возбуждают диффузионную активность атомов деформируемого металла. Благодаря этому снижаются силы трения между цангой и деформируемым металлом, и увеличивается его пластичность. Равномерность деформации втулки обеспечивают равномерностью распределения давления, создаваемого цангой по поверхности втулки. Увеличение величины раздачи втулки обеспечивают за счет повышения диффузионной подвижностью атомов деформируемого металла.The pulses are created by an electric discharge vibrator. The large amplitude of the shock pulse, which performs the work of distributing the sleeve, transmits a high-speed train of elastic high-frequency oscillations. These vibrations excite the diffusion activity of the atoms of the deformed metal. Due to this, the friction forces between the collet and the deformable metal are reduced, and its ductility is increased. The uniformity of the deformation of the sleeve provide a uniform distribution of pressure created by the collet on the surface of the sleeve. An increase in the size of the distribution of the sleeve is provided by increasing the diffusion mobility of the atoms of the deformed metal.
За счет превращения ударной волны, в канале разряда, в механическую энергию перемещения пластины вибратора и передачи ее на цанговое устройство, которое раздает втулку, время действия ударного импульса на втулку увеличивается до 15…20 мс. Это обеспечивает плавность процесса пластического деформирования втулки, а следовательно и равномерность распространения деформации.Due to the transformation of the shock wave in the discharge channel into the mechanical energy of moving the vibrator plate and transferring it to the collet device that distributes the sleeve, the duration of the shock pulse to the sleeve increases to 15 ... 20 ms. This ensures a smooth process of plastic deformation of the sleeve, and hence the uniformity of the distribution of deformation.
Раскрывая причинно-следственную связь между существенными признаками способа, который заявляется, и техническим результатом, который достигается, необходимо отметить следующее: при способе электрогидравлической раздачи втулок в жесткой обойме, согласно изобретения высоковольтный разряд многократно осуществляют в замкнутой камере, а ударные импульсы передают от упругой пластины электророзрядной камеры через пуансон цанги на внутреннюю стенку втулки с давлением
Существенные признаки способа, который заявляется:The essential features of the method, which is claimed:
- способ электрогидравлической раздачи втулок осуществляют в жесткой обойме;- the method of electro-hydraulic distribution of the bushings is carried out in a rigid cage;
- высоковольтный разряд многократно осуществляют в замкнутой камере;- high-voltage discharge is repeatedly carried out in a closed chamber;
- ударные импульсы передают от упругой пластины электророзрядной камеры через пуансон цанги на внутреннюю стенку втулки с давлением- shock pulses are transmitted from the elastic plate of the electric discharge chamber through the collet punch to the inner wall of the sleeve with pressure
Совокупность существующих признаков заявляемого способа, позволит равномерно и эффективно раздать и продеформировать всю рабочую поверхность втулки, что приведет к повышению ее эксплуатационных свойств и созданию равномерного припуска для обработки втулки по внутреннему и наружному диаметрам. Кроме того, отпадает необходимость изготавливать взрывные патроны на каждую втулку.The combination of existing features of the proposed method will evenly and efficiently distribute and deform the entire working surface of the sleeve, which will increase its operational properties and create a uniform allowance for processing the sleeve on the inner and outer diameters. In addition, there is no need to produce explosive cartridges for each sleeve.
Техническим результатом заявленного изобретения являются повышение эффективности и равномерной раздачи по длине втулки, по ее внутреннему и наружному диаметрам.The technical result of the claimed invention is to increase the efficiency and uniform distribution along the length of the sleeve, along its inner and outer diameters.
Суть изобретения объясняется прилагаемым чертежом, где на фиг.1 показано предложенное устройство для осуществления способа электрогидравлической раздачи втулок.The essence of the invention is explained by the attached drawing, where figure 1 shows the proposed device for implementing the method of electro-hydraulic distribution of bushings.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Втулка 1, установлена в обойме 2, с помощью цанги 3 соединена с пуансоном 4, на который действует упругая пластина 5, которая закреплена в корпусе 6 на дне электроразрядной камеры 7. Внутри электроразрядной камеры 7 установлены отрицательный 8 и положительный 9 электроды, соединенные с генератором импульсов тока 10. Внутренняя поверхность электроразрядной камеры 7 выполнена в виде эллипсоида вращения, один из фокусов О1 которого совмещен с дном электроразрядной камеры 7, являющийся упругой пластиной 5, передающей ударный импульс на пуансон 4, а в другом фокусе О расположены оси электродов, закрепленных в двух втулках 11, установленных в отверстиях корпуса 6 вместе с резиновыми прокладками 12.The sleeve 1 is installed in a ferrule 2, with the help of a collet 3 it is connected to a punch 4, on which an elastic plate 5 acts, which is fixed in the housing 6 at the bottom of the electric discharge chamber 7. Inside the electric discharge chamber 7, negative 8 and positive 9 electrodes are connected to the generator current pulses 10. The inner surface of discharge chamber 7 is formed as an ellipsoid of rotation, one of the focal points O 1 of which is aligned with the bottom of a discharge chamber 7, which is an elastic plate 5, transmitting the impact impulse to the punch 4, and rugom focus electrode axis O are arranged fixed in two bushings 11 mounted in housing bores 6 with rubber seals 12.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Корпус 6 электроразрядной камеры 7 подводится с помощью упругой пластины 5 вибратора к пуансону 4. Напряжение, которое подается из электрической сети, повышается с помощью трансформатора через выпрямитель, который заряжает конденсатор. В конденсаторе генератора импульсов тока 10 накапливается электроэнергия и между отрицательным 8 и положительным 9 электродами электроразрядной камеры 7 происходит высоковольтный пробой, в результате которого на пуансоне 4 образуется ударный импульс, который через цангу 3 передается на стенки втулки 1 с давлением
Обойма 2 предназначена для того, чтобы втулка 1 не разрушилась во время раздачи и приняла правильную геометрическую форму.The clip 2 is designed so that the sleeve 1 does not collapse during distribution and takes the correct geometric shape.
При высоковольтном разряде в камере 7 с жидкостью (вода) первичная ударная волна достигает упругой пластины 5, пройдя расстояние О1О, отраженная волна проходит путь ОВ-ВО1, и разница этих расстояний для всех точек эллипсоида составляет величину амплитуды равную 2А. С учетом скорости звука в воде (с=1500 м/с) время прохождения волной расстояния 2А составляет 40 мкс, что соответствует частоте 25 кГц.In a high-voltage discharge in a chamber 7 with a liquid (water), the primary shock wave reaches the elastic plate 5, having traveled the distance O 1 O, the reflected wave travels along the OB-VO 1 path, and the difference in these distances for all points of the ellipsoid is equal to 2A. Taking into account the speed of sound in water (c = 1500 m / s), the wave propagation time of the distance 2A is 40 μs, which corresponds to a frequency of 25 kHz.
Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечит, по сравнению с прототипом, равномерно и эффективно раздать и продеформировать всю рабочую поверхность втулки, что повысит прочность поверхности, эксплуатационные свойства втулки, производительность процесса раздачи и долговечность обрабатываемой детали, а также приведет к созданию равномерного припуска для обработки втулки по наружному диаметру.Thus, the application of the proposed method will provide, in comparison with the prototype, evenly and efficiently distribute and deform the entire working surface of the sleeve, which will increase the surface strength, operational properties of the sleeve, the productivity of the distribution process and the durability of the workpiece, as well as lead to the creation of a uniform allowance for processing bushings on the outer diameter.
Заявленный способ электрогидравлической раздачи втулок нашел свое применение в ремонтном производстве при восстановлении поршневых пальцев двигателей внутреннего сгорания автомобилей.The claimed method of electro-hydraulic distribution of bushings has found its application in the repair industry for the restoration of the piston fingers of internal combustion engines of automobiles.
Равномерное давление на стенки поршневого пальца будет составлять:The uniform pressure on the walls of the piston pin will be:
где Рв - усилие на упругой пластине вибратора и на пуансоне цанги. Значение его измерено упруго-контактным методом (см. Формирование слитков при внешних динамических воздействиях / Ульянов В.А., Бутаков Б.И., Ризун А.Р., Сысоев В.Г., Фоменко К.П., Царенко П.И.; Отв. ред. Скворцов А.А. АН УССР. ПКБ электрогидравлики. - Киев: Наук, думка, 1989. - С.83-91), Рв=0,15 МН;where P in - the force on the elastic plate of the vibrator and on the punch of the collet. Its value was measured by the elastic-contact method (see. Formation of ingots under external dynamic influences / Ulyanov V.A., Butakov B.I., Rizun A.R., Sysoev V.G., Fomenko K.P., Tsarenko P. I .; Edited by A. Skvortsov, Academy of Sciences of the Ukrainian SSR. Design Bureau of Electrohydraulics. - Kiev: Nauk, Dumka, 1989. - P.83-91), P in = 0.15 MN;
α - угол конуса цанги, α-2°;α is the angle of the collet cone, α-2 °;
Lв - длина поршневого пальца, Lв =0,11 м;L in - the length of the piston pin, L in = 0.11 m;
dв - внутренний диаметр поршневого пальца, dв=0,035 м.d in - the inner diameter of the piston pin, d in = 0,035 m
Следовательно, имеемTherefore, we have
Для пластического деформирования материала поршневого пальца (сталь прутковая 12ХН3А) необходимо превысить предел текучести стали, который составляет [σТ]=800 МПа, то есть удовлетворить условие:For plastic deformation of the piston pin material (bar steel 12XH3A), it is necessary to exceed the yield strength of steel, which is [σ T ] = 800 MPa, that is, satisfy the condition:
[σТ]≤σТ.[σ T ] ≤σ T.
Растягивающее напряжение σТ, равномерно распределенное по толщине стенки поршневого пальца, можно определить из выражения:The tensile stress σ T uniformly distributed over the wall thickness of the piston pin can be determined from the expression:
где dн - наружный диаметр поршневого пальца, dн=0,050 м.where d n - the outer diameter of the piston pin, d n = 0,050 m
ТогдаThen
800 МПа < 875 МПа.800 MPa <875 MPa.
Таким образом, условие пластического деформирования выполнено.Thus, the condition of plastic deformation is satisfied.
Claims (1)
где Рв - усилие на упругой пластине, α - угол конуса цанги, Lв- длина втулки, dв - внутренний диаметр втулки. The method of electro-hydraulic distribution of the bushings in a rigid cage, characterized in that they produce multiple high-voltage discharge in an electric discharge chamber with an elastic plate with the creation of shock pulses, which are transmitted through the thrust plate through the punch and conical collet to the inner wall of the sleeve with pressure
where P in is the force on the elastic plate, α is the angle of the collet cone, L in is the length of the sleeve, d in is the inner diameter of the sleeve.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011154319/02A RU2497622C2 (en) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Method of hydroelectric expansion of sleeves |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011154319/02A RU2497622C2 (en) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Method of hydroelectric expansion of sleeves |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011154319A RU2011154319A (en) | 2013-07-10 |
RU2497622C2 true RU2497622C2 (en) | 2013-11-10 |
Family
ID=48787433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011154319/02A RU2497622C2 (en) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Method of hydroelectric expansion of sleeves |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2497622C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1165902A (en) * | 1966-05-04 | 1969-10-01 | Nat Res Dev | Improvements in Electrohydraulic Forming |
SU586592A1 (en) * | 1976-03-02 | 1981-10-23 | Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. М.И.Калинина | Device for pulse shape formation of articles |
RU2203759C2 (en) * | 2001-04-13 | 2003-05-10 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Method for electrohydraulically pressing-in tubes |
-
2011
- 2011-12-28 RU RU2011154319/02A patent/RU2497622C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1165902A (en) * | 1966-05-04 | 1969-10-01 | Nat Res Dev | Improvements in Electrohydraulic Forming |
SU586592A1 (en) * | 1976-03-02 | 1981-10-23 | Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. М.И.Калинина | Device for pulse shape formation of articles |
RU2203759C2 (en) * | 2001-04-13 | 2003-05-10 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Method for electrohydraulically pressing-in tubes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011154319A (en) | 2013-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104046769A (en) | Method and device for reducing surface roughness in laser shock wave processing | |
CN102719637A (en) | Needle-embedded ultrasonic surface strengthening impacting head suitable for mechanical operation | |
RU2497622C2 (en) | Method of hydroelectric expansion of sleeves | |
CN105779756A (en) | Hole corner strengthening treatment method | |
CN101220406A (en) | Executing agency and processing method for half wave length ultrasonic surface rolling process | |
CN101700589B (en) | Piezoelectric self-excited impulse-type micro electro discharge machining device and machining method thereof | |
CN103273256A (en) | Metal surface ultrasound texturing processing method | |
RU140332U1 (en) | ULTRASONIC VIBRATION SYSTEM FOR PROCESSING MATERIALS | |
RU192651U1 (en) | Dorn for surface plastic deformation of holes | |
KR102065434B1 (en) | Electromagnetic peening apparatus by discharging in liquid | |
KR102224952B1 (en) | Split-type electromagnetic pinning coil and electromagnetic pinning device | |
RU2108212C1 (en) | Method of electric-spark application of metal platings | |
RU2562850C1 (en) | Method of thread formation and strengthening in parts, for example, oil field pipes and their couplings, installation for its implementation | |
RU2679160C1 (en) | Method of electrospark doping and device for implementation thereof | |
RU157563U1 (en) | DEVICE FOR RESTORING HOUSING OF CYLINDERS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES | |
RU2374061C2 (en) | Method and device for vibration treatment of metals by pressure | |
RU2383426C1 (en) | Device for screw static-pulse strengthening | |
Knyazyev et al. | Pressure fields repeatability at electrohydraulic pulse loading in discharge chamber with single electrode pair | |
RU2364492C1 (en) | Device for pulse wire brushing | |
RU207543U1 (en) | DORN WITH DUPLEX INSTRUMENT | |
RU179570U1 (en) | Device for hardening treatment | |
UA139777U (en) | METHOD OF ULTRASONIC IMPACT STRENGTHENING OF METAL SURFACES | |
RU2567061C2 (en) | Air-driven percussion machine for long rod driving in soil | |
SU1252145A1 (en) | Ultrasonic device for strengthening parts | |
JP2015073939A (en) | Peening processing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131229 |