Реферат на тему Конструкционные и технологические мероприятия по повышению усталостой прочности деталей машин

Содержание:

Введение 3
Конструкционные и технологические мероприятия по повышению усталостной прочности деталей машин 4
Заключение 11
Список использованной литературы 12

Введение:

Детали машин при интенсивной работе подвергаются длительным переменным нагрузкам, при этом они разрушаются при напряжениях, значительно меньших предела прочности материала, пребывающего в статическом нагружении. Особенно большое внимание при конструировании деталей уделяется так называемым знакопеременным нагрузкам, которые в процессе работы машины часто изменяют направление своего действия и «изматывают» или утомляют материал. Детали машин, которые в обычных условиях нагружения обладают хорошими эксплуатационными характеристиками, при знакопеременной нагрузке могут разрушаться от усталости без видимых деформаций так, как будто они изготовлены из хрупких материалов.
Усталость металла представляет собой преобразование состояния металла по причине многократных (циклических) деформирований, приводящих данный материал к прогрессирующим разрушениям. Если проанализировать процесс разрушения детали от действия переменных напряжений, то можно выделить две его фазы: образование микротрещины, а затем ее дальнейшее развитие до полного разрушения образца. Протекание первой фазы связано со структурными особенностями материала, состоянием поверхности и амплитудой цикла. Вторая фаза сохраняет влияние структурных особенностей и амплитуды цикла, но при этом вступают в силу иные факторы, такие, как размеры и форма детали и законы распределения напряжений по ее объему. Статистика показывает, что до 80% аварий в процессе эксплуатации машины обусловлено усталостными факторами. В связи с этим, проблемы усталостной прочности являются важнейшими в рамках повышения надежности и долговечности машины.
Целью данной работы является рассмотрение конструкционных и технологических мероприятий по повышению усталостной прочности деталей машин. 

Заключение:

Физические причины усталостного разрушения материалов достаточно сложны и еще не до конца изучены. Одной из основных причин усталостного разрушения принято считать образование и развитие трещин. В основе повышения износостойкости и усталостной прочности деталей лежит воздействие на рабочую поверхность деталей и элементы кристаллической решетки металла путем применения различных видов обработок.
Для механического упрочнения деталей также используют накатку, простое или ультразвуковое виброобкатывание, дробеструйную и гидроструйную обработку.
Виброударный метод упрочнения основан на использовании колебаний не связанных друг с другом частиц упрочняющего тела (стальных шариков или абразивных гранул) и обрабатываемой детали. Упрочняющее тело и деталь помещаются в контейнер, находящийся в состоянии вибрации. Виброударное упрочнение обладает рядом преимуществ: поверхность упрочняется не поэтапно, а вся одновременно; может быть обеспечена равномерность упрочнения по поверхности; инструмент (шарики) практически не изнашивается; процесс не оказывает теплового воздействия. Одним из важных достоинств является простота оборудования и инструмента. Однако область применения метода ограничивают его недостатки, к которым относятся ограниченные технологические и динамические возможности, сложности управления процессом, необходимость вибрационной и шумовой защиты.
Карбонитрация – это выгодная альтернатива таким процессам, как поверхностная закалка, гальваническое хромирование, цементация, нитроцементация и т.д. Сущность карбонитрации или метода «жидкостного» азотирования заключена в упрочнении поверхностного слоя изделий из стали и чугуна методом диффузионного насыщения азотом и углеродом в расплаве солей, синтезированных из аммоноуглеродных соединений (меламин, мелон, дициандиамид), при температурных показателях 560-580°С.

Фрагмент текста работы:

Конструкционные и технологические мероприятия по повышению усталостной прочности деталей машин
Физические основы явлений усталости еще не изучены в достаточной степени. В связи с этим конструктор должен применять проверенные на практике технологические и конструктивные способы повышения усталостной прочности. В ряде случаев возможно снижение циклических нагрузок повышением упругости деталей в направлении действия нагрузок и введением упругих связей между деталями, передающими и воспринимающими нагрузку. Так, если в соединениях, работающих при циклических нагрузках, повысить упругость блоков, то понизится величина действующих на болты сил и сократится интервал между экстремальными значениями нагрузки.
Классическим методом повышения усталостной прочности детали машин является слесарно-механическая обработка. Данная методика используется при устранении задиров, рисок, наработки и похожих дефектов поверхности, а также для получения требуемой чистоты поверхности. Чем больше чистота поверхности, тем больше показатели износостойкости деталей. Наиболее часто для данных целей используют шабрение, полирование, шлифование, хонингование, а также алмазное выглажывание.
Для механического упрочнения деталей также используют накатку, простое или ультразвуковое виброобкатывание, дробеструйную и гидроструйную обработку . Накатка шеек и галтелей производятся роликами, прижимающимися к поверхности детали. Трехроликовое приспособление позволяет избежать деформации детали и разгружает суппорт и ходовой винт станка. Накатка производится за три оборота при 12… 15 об / мин. В процессе накатки в зону контакта подается смесь масла с керосином или полимерная жидкость. Одновременно с упрочнением поверхности увеличивается и ее чистота.
Виброобкатывание заключается в обкатывании поверхности детали шариком, который вибрирует параллельно оси вращения детали, совершая 2600 двойных ходов в минуту при амплитуде 2 мм.
Обкатка роликами и шариками — производится на токарных станках (цилиндрические поверхности) и строгальных (плоские поверхности). Форма поверхности ролика влияет на степень и качество наклепа. Уменьшение диаметра ролика и радиуса скругления контактной поверхности повышают глубину и степень наклепа. Использование шарика вместо ролика заменяет трение качения (рис. 1) на трение качения и верчения (рис. 2) . Качество обработки улучшается, время обкатки сокращается.

Рисунок 1. Схема упрочнения методом трения верчения

Рисунок 2. Схема упрочнения наклепом шариками, где 1– деталь, 2- сепаратор упрочняющей головки, 3- шарик
Вибрационная ударная (виброударная) обработка является разновидностью объемной вибрационной обработки. При виброударной обработке рабочей камере, смонтированной на упругих подвесках и имеющей возможность колебаться в различных направлениях, сообщаются низкочастотные колебания — в большинстве случаев с помощью дебалансного вибратора . Вследствие вибраций рабочая среда и обрабатываемые детали имеют переменные по знаку ускорения и находятся в интенсивном относительном перемещении, совершая два вида движений: колебания с частотой, зависящей от частоты колебаний рабочей камеры, и круговые перемещения всей массы загрузки. Направление относительных перемещений детали и рабочих тел постоянно меняется, в результате чего между ними возникают соударения и усиленное трение .