Метод за изработка на високоскоростни маховици

Изобретението се отнася до областта на електротехниката и може да се използва при производството на високоскоростни високоякостни маховици с множество граници на безопасност. Същността на изобретението: метод за производство на високоскоростни маховици от високопластичен материал с относително ниска граница на провлачване включва операциите по производство на коване, термична обработка, предварителна обработка и предварително балансиране. В този случай, съгласно изобретението, маховикът се подлага на динамично формоване - ускоряване до скорости, надвишаващи работната скорост с 1,5-2 пъти, и, ако е необходимо, последващо окончателно балансиране. ЕФЕКТ: осигуряване на оптимално възприемане на динамични натоварвания от маховика посредством гореописания динамичен ефект върху материала на маховика по време на неговото производство. 1 C.p. f-кристали.

Предложеното техническо решение се отнася до машиностроенето и/или приборостроенето, а именно до производството на високоскоростни маховици.

Известни методи за производство на високоякостни маховици чрез навиване на ръба на маховика с високоякостна лента, тел [1]. Недостатъците на този метод включват недостатъчна структурна твърдост, липса на стабилност на главината с джантата.

Известен метод за производство на високоскоростни въртящи се конструкции, когато с цел увеличаване на напрежението на провлачване и намаляване на микропластичните деформации на материала, лентовият пръстен е предварително деформиран в радиална посока, за да се увеличи диаметърът с 0,1-3% [2] . Тази деформация е и механично изпитване на пръстена. Този метод се приема от нас като прототип.

Недостатъкът на известния метод е, че за предварителна механична деформация на такава конструкция като маховик е необходимо сложно технологично оборудване. В допълнение, полетата на вътрешни напрежения, създадени в материала на маховика от такава деформация, не са оптимални по отношение на състоянието на равномерно напрежение на всички елементи на маховика по време на неговото ускорение.

Заявеното техническо решение е насочено към въздействие върху материала на маховика, осигурявайки оптималното му възприемане на динамични натоварвания.

Проблемът се решава по следния начин. Маховик, изработен от високопластичен материал с относително ниска граница на провлачване (50-120 kgf/mm 2), след предварително балансиране, се подлага на динамично формоване, т.е. ускорение до скорости, надвишаващи работната скорост с 1,5-2 пъти и причиняващи пластична деформация на материала и необратимо увеличение на диаметъра на маховика с 0,1-3%. След динамично формоване маховикът е окончателно балансиран. Маховикът може да бъде композитен, с усилващ пръстен, притиснат към джантата, получен чрез търкаляне. В този случай динамичното формоване може да се извърши преди и/или след пресоване.

Заявеният метод се различава от прототипа по това, че предварителната пластична деформация на материала на маховика се извършва динамично, като се ускорява до скорости, значително надвишаващи работната.

Динамичното формоване на маховика увеличава границата на провлачване на материала с 5-50% и границата на еластичност с 50-100%. Освен това, поради пластичната деформация, ориентирана в посока на действие на работните товари, вътре в маховика се образуват полета на напрежение, благоприятни по големина и посока, които осигуряват равномерно напрежение на всички елементи на маховика по време на неговата работа. Динамичното формоване осигурява стабилност на геометрията и балансирането. В същото време тази операция е тест на маховика за здравина.

Валцуваният пръстен в сравнение с масивната кована заготовка на маховика има по-високи якостни характеристики със същата пластичност. При изтегляне над ръба на маховика той намалява напреженията на опън, които възникват в маховика по време на ускорението.

Използването на предложеното решение ще позволи използването на икономически легирани стомани за производството на високоскоростни маховици.

Пример 1. Маховик с диаметър 300 mm е направен от ковашка стомана 12Х13, избран поради възможността за втвърдяване на термична обработка без използване на течна охлаждаща среда (масивна част може да се напука при закаляване във вода или дори масло), оптимална комбинация от здравина и издръжливост, висока релаксационна устойчивост, ниско отделяне на газове във вакуум. След термична обработка на втвърдяване (охлаждане във въздуха с продухване от вентилатор и последващо ниско темпериране) и предварителна механична обработка, маховикът беше подложен на динамично формоване чрез ускорение до 12000 об/мин. След динамично формоване диаметърът на джантата на маховика се е увеличил с 0,3 мм. Последващото ускорение до 11 000 об/мин не променя геометрията и баланса на маховика.

Пример 2. Маховик с диаметър 280 mm е изработен от кована стомана 12Х13, подложен на въздушно втвърдяване и ниско закаляване. Към него с интерференция от 0,5 mm беше притиснат усилващ пръстен с диаметър 300 mm от валцована кръгла заготовка от стомана 20X13, закалена на въздух и закалена при 550 ° C. Сглобеният маховик беше динамично оформен чрез ускорение до 13000 об/мин. Последващото ускорение до 12 000 об/мин не променя геометрията и баланса на маховика.

Информационни източници
1. Gulia NV Инерционни акумулатори на енергия. - Воронеж: издателство на Воронежкия университет, 1973, стр. 21-38, 122-127.

2. RF патент 2155430, IPC 7 N 02 K 15/03, 15/02, 21/14, 21/02, 1999.

Иск

1. Метод за производство на високоскоростни маховици от високопластичен материал с относително ниска граница на провлачване, включващ операциите на коване, топлинна обработка, предварителна обработка и предварително балансиране, характеризиращ се с това, че маховикът е подложен на динамично формоване - ускоряване до скорости, надвишаващи работната скорост от 1,5 до 2 пъти, и ако е необходимо, последващо окончателно балансиране.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че маховикът с усилващ пръстен, притиснат към джантата, се подлага на динамично формоване преди и/или след натискане на усилващия пръстен.

MM4A Предсрочно прекратяване на патент на Руската федерация за изобретение поради неплащане на таксата за поддържане на патента в сила своевременно