Устройство для детонационного нанесения покрытий на цилиндрическую поверхность

Полезная модель относится к устройствам для детонационного нанесения покрытий на цилиндрические поверхности деталей и может быть использована для упрочнения поверхностей, работающих в условиях повышенного коррозионного, эрозионного, теплового и абразивного воздействия в различных отраслях машиностроения и ремонта машин, например при восстановлении распределительных валов двигателя внутреннего сгорания. Устройство включает детонационную пушку, механизм перемещения пушки и обрабатываемой детали, защитную камеру, состоящую из корпуса и съемной крышки, причем корпус выполнен разъемным по оси отверстий в боковых стенках камеры для скользящего обхвата напыляемого участка детали и неподвижного закрепления камеры вдоль оси вращения детали, крышка камеры установлена неподвижно на стволе пушки, снабжена упругим элементом и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вместе со стволом относительно детали и боковых стенок камеры. Цилиндрический ствол пушки имеет выходное отверстие сплющенной квазипрямоугольной формы, причем высота щели равна 0,3-0,5 диаметра дула, а длина деформированного элемента ствола равна 0,5-1,0 диаметра дула. Такое техническое решение позволяет получить струю прямоугольной формы, которая наносится на цилиндрическую поверхность перпендикулярно вдоль оси детали, с ударом, что дает качественный плотный слой наносимого материала с высокой адгезией и сокращение расхода напыляемого материала.

Полезная модель относится к области нанесения покрытий детонационным способом и может быть использована для напыления цилиндрических поверхностей деталей, работающих в условиях повышенного коррозионного, эрозионного и абразивного воздействия в различных отраслях промышленности, например при восстановлении распределительных валов двигателей внутреннего сгорания.

Известны устройства для детонационного нанесения покрытий по патентам RU 2140334, 2150337, 2106915, 2350403, в которых предусмотрено напыление поверхностей детонационной пушкой, имеющей ствол с цилиндрическим выходным отверстием. Такая форма отверстия создает струю напыляемого материала цилиндрической формы с разлетающимися частицами. При напылении поверхностей цилиндрических деталей, особенно малого диаметра, только часть струи встречается с поверхностью перпендикулярно, обеспечивая удар и высокую адгезию частиц с напыляемой поверхностью, а большая часть скользит по поверхности и не обеспечивает сцепление, улетая в воздух. Необходимо устранить этот недостаток.

За прототип принят патент RU 2106915. Устройство состоит из детонационной пушки, установленной на механизме перемещения пушки, механизма перемещения детали, защитной камеры, состоящей из разъемного корпуса, неподвижно установленного на станке механизма перемещения детали, относительно напыляемого участка детали, и съемной крышки, установленной на стволе пушки и снабженной упругим элементом. Деталь обхватывается разъемным корпусом защитной камеры.

Ствол вводится внутрь камеры так, что съемная крышка камеры, неподвижно установленная на стволе, упруго поджимается к боковым стенкам камеры. Деталь вращается, а стол пушки вместе с крышкой совершает возвратно-поступательное перемещение относительно детали и боковых стенок камеры.

К недостаткам этого устройства относится то, что ствол пушки имеет цилиндрическое выходное отверстие, которое создает струю напыляемого материала цилиндрической формы, при которой только часть струи встречается перпендикулярно с поверхностью и обеспечивает удар и адгезию частиц с поверхностью, особенно малого диаметра, а большая часть скользит, не обеспечивая удара и улетает в воздух, расходуясь нерационально.

Задачей полезной модели является получение компактной струи напыляемого материала, сконцентрированной по оси детали для обеспечения удара и повышения адгезии частиц с напыляемой поверхностью.

Задача решается предлагаемым устройством.

Устройство для детонационного нанесения покрытий на цилиндрическую поверхность, включающее детонационную пушку, механизм перемещения пушки и напыляемой детали и защитную камеру, состоящую из корпуса и съемной крышки, причем корпус выполнен разъемным по оси отверстий в боковых стенках камеры для скользящего обхвата напыляемого участка детали и неподвижного закрепления камеры вдоль оси вращения детали, крышка камеры установлена неподвижно на стволе пушки, снабжена упругим элементом и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вместе со стволом относительно боковых стенок камеры, а конец ствола пушки выполнен сплющенным с образованием выходною отверстия в виде щели квазипрямоугольной формы, причем высота щели равна 0,3-0,5 диаметра дула, а длина деформированного элемента ствола равна 0,5-1,0 диаметра дула.

При напылении поверхностей цилиндрических деталей (шейки валов) вылетающая из пушки струя наносимого материала должна встретиться с напыляемой поверхностью под прямым углом, чтобы за счет удара частицы смогли внедриться в напыляемую поверхность, обеспечив высокую адгезию. Если диаметр струи будет соизмерим с диаметром поверхности, то только ¹/₄ диаметра поверхности или около 25% частиц струи встретится с поверхностью детали под углом близким к 90°. Остальная часть струи встречается с поверхностью с уменьшающимся углом до 0°, что не обеспечивает удара об поверхность и не обеспечит адгезию частиц к детали. Эти материалы улетают в воздух и будут расходоваться нерационально.

На фиг.1 представлена схема устройства для детонационного нанесения покрытий на цилиндрическую поверхность, например, на распределительный вал ДВС.

На фиг.2 показана деформированная часть 8 ствола 1 сверху в разрезе.

На фиг.3 показана деформированная часть 8 ствола 1 сбоку в разрезе.

На фиг.4 показана деформированная часть 8 ствола 1 по стрелке А-А.

Устройство состоит из детонационной пушки 1, установленной на механизме 2 перемещения пушки, механизма 3 перемещения детали 4, защитной камеры, состоящей из разъемного корпуса 5, неподвижно установленного на станине механизма перемещения детали относительно напыляемою участка детали, и съемной крышки 6, установленной на стволе пушки и снабженной упругим элементом 7. Ствол пушки 1 имеет деформированную часть 8, с образованием выходного отверстия в виде щели квазипрямоугольной формы с высотой щели равной 0,3-0,5 диаметра дула, а длина деформированной части ствола равна 0,5-1,0 диаметра дула.

Устройство работает следующим образом. Деталь устанавливается на механизме 3 перемещения. Затем обхватывается разъемным корпусом 5 защитной камеры, неподвижно устанавливаемом на станке механизма 3 перемещения детали 4. Ствол пушки 1 вводится внутрь камеры так, что съемная крышка 6 камеры, неподвижно установленная на стволе, упруго поджимается к боковым стенкам камеры. При напылении деталь 4 вращается, а ствол пушки 1 вместе с крышкой 6 совершает возвратно-поступательное перемещение относительно детали и стенок камеры.

Таким образом, при напылении предлагаемым стволом пушки с измененным выходным отверстием, вся сплющенная струя встречается с напыляемой поверхностью перпендикулярно, обеспечивая удар при встрече частиц с поверхностью, образуя качественный плотный слой наносимого материала с высокой адгезией и экономией напыляемых материалов.

1. Устройство для детонационного нанесения покрытий на цилиндрическую поверхность, включающее детонационную пушку, механизм перемещения пушки и напыляемой детали и защитную камеру, состоящую из корпуса и съемной крышки, причем корпус выполнен разъемным по оси отверстий в боковых стенках камеры для скользящего обхвата напыляемого участка детали и неподвижного закрепления камеры вдоль оси вращения детали, крышка камеры установлена неподвижно на стволе пушки, снабжена упругим элементом и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вместе со стволом относительно боковых стенок камеры, отличающееся тем, что конец ствола пушки выполнен сплющенным с образованием выходного отверстия в виде щели квазипрямоугольной формы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высота щели равна 0,3-0,5 диаметра дула.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина деформированной части ствола равна 0,5-1,0 диаметра дула.