94328

Способи зміцнення робочих поверхонь деталей машин

Доклад

Производство и промышленные технологии

Процес зміцнення здійснюється шляхом переміщення дислокацій, що при своєму русі утворюють десятки й сотні нових дислокацій. Збільшення їхньої щільності призводить до збільшення межі міцності і твердості. При цьому змінюється кристалічна структура металу, що характеризується перекручуванням кристалічних решіток...

Украинкский

2015-09-11

19.1 KB

0 чел.

Способи зміцнення робочих поверхонь деталей машин.

Поверхневому зміцненню піддаються, головним чином, сталеві деталі: колінчасті вали, зубчасті колеса, поршневі пальці, торсіонні вали, пальці траків, гільзи циліндрів та інші.

Поверхневе пластичне деформування являє собою обробку тиском, при якій деформується тільки поверхневий шар. Зміцнююча обробка пластичним деформуванням супроводжується наклепом, тобто зміцненням металу під дією пластичної деформації.

Процес зміцнення здійснюється шляхом переміщення дислокацій, що при своєму русі утворюють десятки й сотні нових дислокацій. Збільшення їхньої щільності призводить до збільшення межі міцності і твердості. При цьому змінюється кристалічна структура металу, що характеризується перекручуванням кристалічних решіток і визначеною орієнтацією зерен текстурою. Зерна з рівновісних перетворюються в нерівновісні. Всередині кристалів відбувається дроблення блоків мозаїчної структури і збільшується ступінь їхньої розорієнтації. На поверхні металу виникають напруження стиску. Зміцнення поверхневим пластичним деформуванням застосовується, головним чином, для підвищення границі витривалості деталей, що працюють при динамічних і знакозмінних навантаженнях (колінчасті вали, пальці траків, торсіонні вали, пружини, ресори й ін.).

Процес поверхневого пластичного деформування може здійснюватися обробкою дробом, накочуванням роликами.

Обробка дробом це процес зміцнення деталей потоком чавунного чи сталевого дробу діаметром 0,3-2,0 мм, що рухається із значною швидкістю та вдаряючись в поверхню, створює наклеп глибиною до 5 мм. Такому зміцненню піддаються ресори, пружини, зубчасті колеса, різні вали, втулки.

В результаті обробки дробом знищуються напруги розтягання, що виникають на поверхні після шліфування, зменшуються напруги в зонах концентраторів напруг (канавок, отворів, різких переходів і т.п.), підвищується опір втомі. Наприклад, термін служби ресор, оброблених дробом, збільшується в 2,5-3 рази, а шестерні зі сталі 20Х2Н4А у 5 разів.

Зміцнююче накочування представляє собою процес поверхневого накочування інструментом по поверхні деформованого матеріалу. В якості інструменту найчастіше використовується спеціальна оправка з роликом, виконаним із загартованої швидкорізальної сталі (рис. 4.6). Утворення наклепу відбувається при стисканні інструменту з зусиллям від 5000 до 30000 Н. Цей метод зміцнення широко використовується для обробки торсіонних валів, ободів сталевих опорних ковзанок, пальців траків та ін.

Зміцнююче накочування, в порівнянні з обробкою дробом, значно ефективніше підвищує опір втомі. В залежності від тиску ролика глибина шару, що зміцнюється, може досягати 25 мм, а границя витривалості збільшується в 2 рази. При цьому збільшується твердість, міцність і зносостійкість поверхневого шару, а в цілому збільшується ресурс роботи деталі.

 Поверхневе гартування сталі — застосовується з метою отримання підвищеної твердості в поверхневому шарі із збереженням в'язкої серцевини, що забезпечує деталі зносостійкість і високу динамічну міцність. Це досягається за рахунок того, що поверхневий шар набуває структури мартенситу, а в серцевині залишається перлітно-феритна або сорбітна структура.

Процес поверхневого гартування полягає в порівняно швидкому нагріванні поверхневих шарів вище критичної точки Ас3 (рис. 4.7) з подальшим охолодженням із швидкістю вище критичної. Шар металу, нагрітий вище Ас3, одержить повне гартування, а нижче Асі гартування не відбудеться і збережеться перлітно-феритна або сорбітна структура.

В результаті поверхневого гартування в металі виникають напруження стиснення, які сприяють підвищенню втомної міцності деталей.

Хороші результати дає зміцнення поверхневим гартуванням деталей, виготовлених з вуглецевих і легованих сталей із вмістом вуглецю 0,35-0,55%. З них виготовляються зубчасті колеса, металеві опорні катки, вали, втулки.

Залежно від способу нагріву розрізняють наступні види поверхневого гартування: полумяневе, електроконтактне, електролітичне та індукційне.

Полумяневе поверхневе гартування здійснюється шляхом нагріву поверхні деталі полум'ям газового пальника з подальшим охолодженням водою. При цьому способі гартування має місце перегрів, нестабільність результатів, низька продуктивність. Це гартування застосовується в одиночному виробництві.

Електроконтактне поверхневе гартування здійснюється нагрівом струмами високої частоти, що підводяться через мідні водоохолоджуючі ролики. Його недолік — наявність відпущених проміжків на зміцненій поверхні.

Електролітичне поверхневе гартування є нагрівом поверхні деталі за рахунок електрохімічної енергії, що виділяється поблизу катода при проходженні через електроліт постійного струму. Після відключення струму, охолодження здійснюється в тому ж електроліті.

Індукційне гартування здійснюється шляхом нагріву деталі струмами високої частоти з подальшим охолодженням у воді. Цей вид поверхневого гартування був вперше здійснений професором В.П.Вологдіним в 1923-1924 рр. і знайшов широке застосування в промисловості.

Суть процесу нагріву струмами високої частоти полягає у тому, що змінний магнітний потік, створюваний змінним струмом високої частоти, проходячи вздовж провідника (індуктора), індуктує в металі деталі, яка розміщується всередині індуктора, вихрові струми. Струм, проходячи вздовж провідника (деталі), зустрічає опір, внаслідок чого деталь нагрівається. Схема установки показана на рис. 4.8. Змінюючи силу струму, індукованого в деталі, можна одержати необхідну кількість тепла для її нагріву до певної температури.

Струм високої частоти (більше 50 Гц) одержують від спеціальних машинних генераторів (500-15 000 Гц) або від лампових генераторів (15000-10 000 000 Гц).

Розподіл змінного струму по перетину деталі нерівномірний. Густина струму на поверхні більше, ніж в серцевині, тому і спостерігається більший нагрів поверхневих шарів.

Процес нагріву металу струмами високої частоти відбувається дуже швидко і навіть при значному перегріві не спостерігається зростання зерна. В результаті гартування в поверхневому шарі утворюється структура дрібного-льчастого мартенситу, який відрізняється підвищеною в'язкістю, а в серцевині залишається перлітно-феритна або сорбітна структура.

Основними перевагами індукційного гартуванння є висока продуктивність, відсутність вигоряння вуглецю з поверхні деталі, можливість регулювання глибини загартованого шару.

Оскільки для здійснення процесу гартування необхідно для кожної конфігурації деталей мати свій індуктор і дороге устаткування, то індукційне гартування знайшлло широке застосування тільки в серійному і масовому виробництві.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21444. Дифференциальные уравнения векторных линий 218 KB
  Выделим из двухпараметрического семейства векторных линий называемых характеристиками уравнения 3 или 6 предыдущей лекции PxyzQxyz=Rxyz3 6 произвольным способом однопараметрическое семейство устанавливая какуюнибудь произвольную непрерывную зависимость между параметрами С1 и С2 . Тем самым найден интеграл квазилинейного уравнения 3 предыдущей лекции зависящий от произвольной функции. Если требуется найти не произвольную векторную поверхность поля а поверхность проходящую через заданную линию...
21445. Приведение матрицы линейного оператора к канонической (жордановой) форме 623.5 KB
  Вектор называется присоединенным вектором оператора соответствующим собственному значению если для некоторого целого выполняются соотношения . Иными словами если присоединенный вектор порядка то вектор является собственным вектором оператора . Существует базис 1 образованный из собственных и присоединенных векторов оператора в котором действие оператора дается следующими соотношениями:...
21446. Обыкновенные дифференциальные уравнения 438.5 KB
  Функция называется решением (или интегралом) д.у., если она раз непрерывно дифференцируема на некотором интервале и при удовлетворяет уравнению. Процесс нахождения решения д.у. называется его интегрированием...
21447. Линейные дифференциальные уравнения I порядка 299.5 KB
  Линейным дифференциальным уравнением I порядка называется уравнение I порядка линейное относительно неизвестной функции и её производной. Если то уравнение 1 называется линейным однородным. В соответствии с этим методом в формуле 2 полагают тогда: Подставляем полученное соотношение в уравнение 1 будем иметь: или откуда интегрируя находим следовательно . Интегрируем соответствующее однородное уравнение т.
21448. Нормальные системы дифференциальных уравнений. Условие Липшица 267 KB
  Условие Липшица. Говорят что функция удовлетворяет условию Липшица в некотором интервале [b] если существует такое число 0 что для. Так функция удовлетворяет условию Липшица в окрестности x=0 но её производная в точке x=0 имеет разрыв. Если функция нескольких переменных удовлетворяет условию Липшица по каждой из этих переменных в соответствующем диапазоне их изменения т.
21449. Теорема о дифференцируемости решений дифференциальных уравнений. Особые точки 463.5 KB
  Особые точки. Теорема: если в окрестности точки функция имеет непрерывные производные до mого порядка включительно то решение уравнения 1 удовлетворяющее начальному условию в некоторой окрестности точки имеет непрерывные производные до m1 порядка включительно. Подставляя в уравнение 1 получим тождество...
21450. Второе условие теоремы существования и единственности - условие Липшица 353 KB
  Если такая кривая является интегральной кривой для рассматриваемого уравнения то соответствующее решение называется особым решением. Поэтому свойство единственности решения уравнения 1 удовлетворяющего условию обычно понимается в том смысле что через данную точку по данному направлению задаваемому проходит не более одной интегральной кривой уравнения 1. Итак только среди точек кривой называемой pдискриминантной кривой т. Если какаянибудь ветвь кривой принадлежит особому множеству и в то же время является интегральной...
21451. Линейные дифференциальные уравнения n-ого порядка 230 KB
  Если при то на этом отрезке однородное уравнение 1 эквивалентно следующему 2 где. Уравнение 2 запишем также в виде 2 Если коэффициенты непрерывны на отрезке [b] то в окрестности любых начальных значений где – любая точка интервала x b удовлетворяется условие теоремы существования и единственности см. функции ...
21452. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения 256.5 KB
  Линейные неоднородные дифференциальные уравнения. Будем рассматривать линейные неоднородные уравнения вида 1 Это уравнение сохраняя прежние обозначения запишем в виде Если при в уравнении 1 все коэффициенты и правая часть fx непрерывны то оно имеет единственное решение удовлетворяющее условиям где – любые действительные числа а – любая точка интервала . Действительно правая часть уравнения 1 В окрестности рассматриваемых...