×
13.02.2018
218.016.1f92

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УПРУГИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ ПРОКЛАДОК

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002641202
Дата охранного документа
16.01.2018
Аннотация: Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано при изготовлении упругой металлической уплотнительной прокладки с сечением Ω-образной формы для разъемных соединений агрегатов энергетических установок. Получают кольцевую заготовку сваркой встык ленты из аустенитного дисперсионно-твердеющего сплава 36НХТЮ с закалкой при температуре 970±10°С в течение 20 минут и охлаждением в воде с температурой 10-25°С. Затем формообразуют профиль прокладки в штампе с разжимными пуансонами за две операции. На первой операции производят предварительную формовку. На второй операции осуществляют калибровку. Затем полученную прокладку подвергают дисперсионному твердению при температуре 660±10°С в течение 4 часов в приспособлении с ее объемной фиксацией и охлаждению на воздухе. Далее заготовку заневоливают в осевом направлении с деформацией в упругопластической зоне в течение 12-18 часов. Уплотнительные кромки подвергают механической обработке с получением высоты прокладки, превышающей размер замка разъемного соединения на величину осевой упругой деформации прокладки. В результате обеспечивается повышение упругости полученной прокладки и точности ее посадочного диаметра. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к технологии изготовления упругих металлических уплотнительных прокладок из ленты аустенитного дисперсионно-твердеющего сплава 36НХТЮ, используемых для герметизации неподвижных разъемных соединений агрегатов, работоспособных в диапазоне температур от криогенных до плюс 400°C при многократных нагружениях и длительных сроках эксплуатации. Для обеспечения большого ресурса работы прокладки должны быть упругими и изготавливаться из высокопрочных материалов и сплавов.

Изобретение направлено на получение прокладки с возможностью отслеживать с достаточными усилиями по рабочему пояску контактирование с прилегающими уплотнительными поверхностями фланцев, подвергающихся деформации от воздействия рабочих нагрузок: температуры, давления, вибрации. Это свойство прокладки является жизненно важным для успешной работы фланцев с малогабаритными размерами замков под прокладку, рассчитанных на полетный вес в космической и авиационной технике.

Анализ существующего уровня техники показал следующее. Известен способ изготовления упругих металлических уплотнительных элементов, при котором на поверхность заготовки из высокопрочной стали после механической и химической обработки наносят полиэтиленовое покрытие (см. патент США №3679613, кл. 156-309) или способ по авт. свид. СССР №872875 с нанесением фторопластового покрытия.

Однако использование таких элементов в энергетических установках ограничено в связи с возможным разрушением покрытия в условиях повышенной вибрации, высоких динамических нагрузок, температур выше +200°C и раскрытием стыка при деформации фланцев.

Известен способ изготовления металлических уплотнительных элементов для разъемных соединений агрегатов энергетических установок по патенту на изобретение №2168084 F16J 15/08, включающий выполнение заготовок из бериливой бронзы БрБ2 осадкой исходного материала, вырубкой центрального отверстия и раскаткой сначала на оправке, а затем на раскатной машине, причем осадку и раскатку на оправке осуществляют на предварительно подогретом инструменте поэтапно при температурах, обеспечивающих достижение на каждом этапе деформации в пределах 30-50%, а раскатку на раскатной машине проводят при нагреве заготовок, обеспечивающих достижение требуемых размеров, с последующим их охлаждением в воде, полученные заготовки в процессе термической обработки подвергают отжигу при 400±10°C, закалке при 790±10°C и старению при 400±10°C. Недостатком данного способа является большая трудоемкость, низкий коэффициент использования материала, уплотнительные элементы, полученные механической обработкой, имеют не одинаковую толщину, при механической обработке прорезаются волокна структуры заготовок, что может привести к трещинообразованию при упругопластической нагрузке в замке разъемного соединения. В качестве прототипа взят способ изготовления упругих металлических прокладок для разъемных соединений, включающий выполнение кольцевых заготовок из листового материала, сварку стыковым швом, затем полученное таким образом кольцо подвергается холодной прокатке, в результате чего после прохождения через 3 ступени валков образуется ∪-образное поперечное сечение. После этого поперечное сечение кольца окончательно обрабатывается до нужного профиля. Процесс изготовления уплотнения завершается термообработкой и нанесением серебряного покрытия (Даниэльс К.М. Технический перевод №2246 ГОНТИ №8 УДК 62-762 1982 г.). Недостатком указанного способа является то, что при раскатке кольца давильными роликами невозможно стабильно получить с необходимой точностью наружний диаметр уплотнения и исключить надиры от ролика. Повышенный зазор по наружнему диаметру прокладки в замке разъемного соединения от действия внутреннего рабочего давления позволяет перемещаться кромкам уплотнения относительно прилегающих поверхностей фланцев и при многократном воздействии давления не обеспечивается надежная работоспособность уплотнения.

Получение прокладки с возможностью обеспечения герметичности разъемного соединения при деформации фланцев с раскрытием стыка от действия рабочих нагрузок является сложной технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении настоящего изобретения, состоящего в разработке способа изготовления упругой металлической прокладки с повышенной упругостью и точностью выполнения посадочного диаметра.

Технический результат достигается тем, что кольцевую заготовку получают путем сварки встык ленты из аустенитного дисперсионно-твердеющего сплава 36НХТЮ с закалкой при температуре 970±10°С в течение 20 минут и охлаждением в воде с температурой 10-25°С, после чего осуществляют формообразование профиля прокладки в штампе с разжимными пуансонами, установленными с возможностью перемещения в радиальном направлении под воздействием пуансона вертикального хода, за две операции, на первой из которых производят предварительную формовку, а на второй - калибровку заготовки, которую проводят после ее поворота относительно разжимных пуансонов, затем полученную прокладку подвергают дисперсионному твердению при температуре 660±10°С в течение 4 часов в приспособлении с ее объемной фиксацией и охлаждению на воздухе, после чего заневоливают в осевом направлении с деформацией в упругопластической зоне в течение 12-18 часов и производят механическую обработку уплотнительных кромок с получением высоты прокладки, превышающей размер замка упомянутого разъемного соединения на величину осевой упругой деформации прокладки.

Процесс изготовления прокладки завершается нанесением металлического покрытия.

Предлагаемое изобретение имеет новизну и изобретательский уровень.

Процесс формообразования и калибровки деталей замкнутого контура из ленты растяжением разжимными пуансонами представлен на фиг. 1, где:

1 - заготовка;

2 - полукольца;

3 - разжимные пуансоны;

4 - пуансон вертикального хода;

5 - бандаж;

6 - подкладные кольца;

7 – прокладка.

Кольцевая заготовка 1 вкладывается между полукольцами 2 и разжимными пуансонами секционного механизма 3, которые под действием усилия пресса Р через пуансон вертикального хода 4 перемещаются по направляющим бандажа 5 в радиальном направлении до соприкосновения пуансона с подкладными регулирующими кольцами 6.

Под действием напряжений, возникающих в заготовке при разжатии секторов, заготовка пластически деформируется и образуется прокладка 7 с формой поверхности, заключенной между секторами секционного механизма и полуколец. Формирование заготовок разжимными пуансонами при достаточно большом количестве секторов соответствует деформированию от внутреннего давления, равномерно распределенного по круговым сечениям. Процесс формообразования и калибрования растяжением обеспечивает высокую точность изготавливаемых прокладок как по диаметру, так и по контуру. При формообразовании прокладок растяжением и дисперсионным твердении происходит сокращение размеров деталей вследствие упругих деформаций. Величина упругой деформации учитывается при опускании пуансона вертикального хода.

Ход пуансона регулируется подкладными кольцами до достижения диаметра, равного номинальному размеру плюс упругая деформация.

При формообразовании прокладка получает огранку вследствие зазоров между секторами и спрямлением контура детали на этих участках. Длина участков (огранки) зависит от степени деформации и количества секторов. Следовательно, для обеспечения получения размеров необходимо при изготовлении прокладок учитывать усадку материала при формообразовании, старении и применять при термообработке приспособления с объемной фиксацией сечения прокладки.

Конструкторско-технологические исследования показали, что заявленная технология позволила получить диаметральные и линейные размеры по 4 классу точности с разницей диаметров (огранки), не превышающей 0,02-0,03 мм и величину упругой деформации 0,4-0,5 мм. Ниже приведен пример осуществления предложенного способа.

Изготавливали уплотнительные прокладки с наружним диаметром 540 мм с поперечным сечением профиля 5×6 мм из кольцевых заготовок сваркой встык из ленты аустенитного дисперсионно-твердеющего сплава 36НХТЮ с закалкой при температуре 970±10°C в течение 20 мин и охлаждением в воде с температурой . После этого проводили формообразование профиля в штампе с разжимными в радиальном направлении пуансонами секционного механизма.

Для устранения (уменьшения) огранки процесс формообразования проводили в две операции: первая предварительная формовка, где прокладка не доформовывалась на 2-3%, и вторая - окончательная калибровка после поворота заготовки относительно секторов. Затем подвергали дисперсионному твердению в приспособлении с объемной фиксацией сечения прокладки при температуре 660±10°C в течение 4 часов и охлаждению на воздухе.

Далее прокладку, выполненную с припуском, подвергали заневоливанию в осевом направлении с деформацией до 1 мм, в упругопластической зоне, в течение 12-18 ч, и механической обработке уплотнительных кромок с выполнением осевого размера (высоты) прокладки больше, чем размер замка на величину ее осевой упругой деформации.

Процесс изготовления уплотнения завершался нанесением металлического покрытия.

Испытаниями на герметичность подтверждена работоспособность уплотнительных прокладок при давлении воздуха до 500 кгс/см2 при раскрытии стыка до 0,3 мм и при испытаниях в экстремальных условиях в атмосфере водорода при температурах - от криогенных до +400°C.

Таким образом, использование изобретения позволяет получить прокладку с повышенными уплотняющими свойствами.

Способ изготовления упругой металлической уплотнительной прокладки с сечением Ω-образной формы для разъемных соединений агрегатов энергетических установок, включающий получение кольцевой заготовки и формообразование профиля уплотнительной прокладки, отличающийся тем, что кольцевую заготовку получают путем сварки встык ленты из аустенитного дисперсионно-твердеющего сплава 36НХТЮ с закалкой при температуре 970±10°С в течение 20 минут и охлаждением в воде с температурой 10-25°С, после чего осуществляют формообразование профиля прокладки в штампе с разжимными пуансонами, установленными с возможностью перемещения в радиальном направлении под действием пуансона вертикального хода, за две операции, на первой из которых производят предварительную формовку, а на второй - калибровку заготовки, которую проводят после ее поворота относительно разжимных пуансонов, затем полученную прокладку подвергают дисперсионному твердению при температуре 660±10°С в течение 4 часов в приспособлении с ее объемной фиксацией и охлаждению на воздухе, после чего заневоливают в осевом направлении с деформацией в упругопластической зоне в течение 12-18 часов и производят механическую обработку уплотнительных кромок с получением высоты прокладки, превышающей размер замка упомянутого разъемного соединения на величину осевой упругой деформации прокладки.
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УПРУГИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ ПРОКЛАДОК
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УПРУГИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ ПРОКЛАДОК
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-69 of 69 items.
01.04.2020
№220.018.1226

Жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к жидкостному ракетному двигателю (ЖРД), работающему по схеме с дожиганием генераторного газа. Жидкостный ракетный двигатель содержит газовод и опору крепления, при этом опора крепления установлена на газоводе, выполнена охлаждаемой и содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718103
Дата охранного документа: 30.03.2020
04.07.2020
№220.018.2f31

Многокамерный жидкостный ракетный двигатель с дожиганием с управляемым вектором тяги

Изобретение относится к ракетной технике, а более конкретно, к устройству многокамерного жидкостного ракетного двигателя с дожиганием с управляемым вектором тяги. Многокамерный жидкостной ракетный двигатель с дожиганием генераторного газа с управляемым вектором тяги, содержащий газогенератор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725345
Дата охранного документа: 02.07.2020
04.07.2020
№220.018.2f67

Щелевая смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. В щелевой смесительной головке камеры жидкостного ракетного двигателя, содержащей наружное днище, корпус с установленными в нем кольцами с трактом охлаждения и отверстиями для подачи жидкого компонента, зазоры между которыми образуют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725397
Дата охранного документа: 02.07.2020
02.08.2020
№220.018.3c03

Камера жидкостного ракетного двигателя, работающего по безгазогенераторной схеме (варианты)

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. Камера жидкостного ракетного двигателя, работающего по безгазогенераторной схеме, содержащая корпус камеры, смесительную головку, состоящую из периферийной и центральной частей, наружное днище, магистрали подвода горючего и окислителя и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728657
Дата охранного документа: 31.07.2020
12.04.2023
№223.018.49fc

Смесительная головка газогенератора жрд

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании регулируемых ракетных двигателей. Смесительная головка газогенератора ЖРД, содержащая патрубки подвода жидких компонентов топлива, корпус и огневое днище с закрепленными между ними с помощью пайки и гаек...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793876
Дата охранного документа: 07.04.2023
12.04.2023
№223.018.4a46

Камера жидкостного ракетного двигателя (жрд) с неохлаждаемым насадком

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД). Камера ЖРД с неохлаждаемым насадком из углерод-углеродного композитного материала (УУКМ), содержащая охлаждаемую часть с каналами охлаждения и неохлаждаемый насадок из УУКМ или углерод-керамического композитного материала (УККМ),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793869
Дата охранного документа: 07.04.2023
20.04.2023
№223.018.4e88

Камера жрд, работающая на трех компонентах топлива кислород, водород и углеводород по замкнутой схеме с дожиганием окислительного генераторного газа

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД). Камера ЖРД, работающая на трех компонентах топлива кислород, водород и углеводород по замкнутой схеме с дожиганием окислительного генераторного газа, содержит камеру сгорания с цилиндрической и сужающейся частью, двухполостной блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793927
Дата охранного документа: 10.04.2023
20.05.2023
№223.018.65c3

Двухкомпонентная соосно-струйная форсунка

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. Двухкомпонентная соосно-струйная форсунка содержит полый наконечник, соединяющий полость одного компонента с зоной горения, втулку, охватывающую с кольцевым зазором наконечник и соединяющую полость другого компонента с зоной горения. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002783308
Дата охранного документа: 11.11.2022
20.05.2023
№223.018.65c4

Двухкомпонентная соосно-струйная форсунка

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. Двухкомпонентная соосно-струйная форсунка содержит полый наконечник, соединяющий полость одного компонента с зоной горения, втулку, охватывающую с кольцевым зазором наконечник и соединяющую полость другого компонента с зоной горения. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002783308
Дата охранного документа: 11.11.2022
Showing 31-37 of 37 items.
20.01.2018
№218.016.1dbe

Камера жрд с регулируемым соплом

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям, работающим на первой и второй ступенях ракетоносителя. Камера жидкостного ракетного двигателя с регулируемым соплом содержит охлаждаемую часть сопла и неохлаждаемый насадок из углерод-углеродного композиционного материала, рулевые агрегаты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640903
Дата охранного документа: 12.01.2018
20.01.2018
№218.016.1dcd

Камера сгорания жрд, работающего с дожиганием генераторного газа

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям, работающим с дожиганием генераторного газа. Камера сгорания ЖРД, работающего с дожиганием генераторного газа, содержащая газовод, смесительную головку со смесительными элементами, корпус камеры и магистрали подвода компонентов топлива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640893
Дата охранного документа: 12.01.2018
20.01.2018
№218.016.1dd2

Клапан

Изобретение относится к арматуростроению. В исходном положении выступ затвора 2 под действием пружины 3 упирается в концевую часть штока 11 поршня 7, при этом проходное сечение клапана открыто. Исходное положение поршня обеспечивается усилием пружины 6. При подаче управляющего давления поршень...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640902
Дата охранного документа: 12.01.2018
13.02.2018
№218.016.1f5e

Клапан (варианты)

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к клапанам с пневматическим управлением, и предназначено для пуска и отсечки рабочего тела, может быть использовано в машиностроении, например в ракетной технике. В клапане, содержащем корпус 1 с втулкой на ребрах и седлом, корпус входа 2 с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641183
Дата охранного документа: 16.01.2018
13.02.2018
№218.016.212d

Способ перфорации отверстий в электродах ионно-оптической системы

Изобретение относится к области плазменной техники, а именно к ионным системам, и может быть использовано в области ракетно-космической техники, при разработке, изготовлении и сборке ионно-оптической системы (ИОС) ионных двигателей (ИД), ионных пушек и ускорителей. Технический результат- :...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641641
Дата охранного документа: 19.01.2018
10.05.2018
№218.016.416e

Способ изготовления профильных дисков методом горячего изостатического прессования

Изобретение относится к изготовлению профильного диска с лопатками методом горячего изостатического прессования гранул. Способ включает получение подкладного элемента, размещение в газонепроницаемой форме подкладного элемента и закладного элемента, оформляющего профиль лопаток, и засыпку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649188
Дата охранного документа: 30.03.2018
29.03.2019
№219.016.ee51

Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка

Изобретение относится к области уплотнительной техники для герметизации неподвижных фланцевых разъемных соединений прямоугольной или другой произвольной формы в широком диапазоне температур и давлений при многократных нагружениях и длительных сроках эксплуатации. Упругая самоуплотняющаяся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682797
Дата охранного документа: 21.03.2019
+ добавить свой РИД