Том 2. Технология (1041447), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Например, когда коррозионные трещины возникают в зоне сплавления, имеет смысл выполнять швы стыковых соединений Т-образной формы, как показано на рис. 21.17. При таком оформлении шва линия сплавления располагается почти параллельно растягивающему компоненту напряжения. Поэтому даже в случае возникновения коррозионной трещины в зоне сплавления она будет распространяться перпендикулярно растягивающему компоненту напряжения, т, е. по основному металлу, имеющему более высокое сопротивление росту трещины. Повышение коррозионной стойкости может быть получено применением защитных покрытий металлов: плакированием, металлизациеч, нанесением гальванических покрытий, окраской. Нанесенные покрытия способствуют торможению разрывов пленок, что является часто очагом пониженных потенциалов и началом корро:зионных разрушений. Расчет несущей способности сварных конструкций оболочкового типа с учетом эффекта коррозии производится согласно ГО ГОСТ 14249 — 73.
ГЛАВА 22 СВАРНЫЕ ДЕТАЛИ МАШИН ф 1. Общие соображения Детали машин сваривают из заготовок, получаемых самыми различными способами. 283 Рис. 22.3. Сварные тяги Рис. 22.2. Штанги с проушинами Рис. 22.4. Сварные под- шипниковые опоры 285 Многие конструкции сваривают из прокатного материала. К ним относятся рамы, у; ~- , --„р~ 'Ъ, станины, барабаны, корпуса 1 — ' ) ',,:.: ', )рис. 22.1), штанги с прпуши- ~~~У "" ', нами (рис. 22.2), тяги (рис. 22.3). На рис. 22.4,а, б, в при- )/ ведены сварные конструкции ф ' ' ' ' °,; '~с,уу/ подшипниковых опор разных и ..
')е, ф' систем. Все они выполнены из листового проката с усилением корпусов приваркой ребер и )го го жесткости. Замена литых де- талей машин сварными позвоРис. 22Л. Двустенчатое сварное аубча- лила полУчить экономию До тое колесо 50% от массы металла. Примерами конструкций, изготовленных из поковок, служат различные сварные валы (рис. 22.5). Применение составных поковок упрощает изготовление, гребует меньшего объема механической обработки и способствует удешевлению производства.
При производстве сварных деталей машин рекомендуется применять листовой прокат, фасонные профили, предпочтительно тонкостенные, гнутые, прессованные, штампованные заготовки, обес- печивающие возможность изготовления легких сварных изделий повышенной жесткости и устойчивости.
Штампосварные изделия можно встретить в авиационных конструкциях, тракторах и автомобилях, строительных конструкциях. Область применения штампосварных конструкций непрерывно расширяется. Сварку литых деталей применяют для упрощения технологического процесса литья. Масса сварных стальных деталей часто бывает в два раза меньше, чем литых чугунных, при одинаковых прочности и жесткости. 284 При создании новых, все более мощных конструкций тяжелого машиностроения (турбин, котлов, металлургического и станочного оборудования) изготовление их деталей и узлов литьем, ковкой и штамповкой представляет большие, иногда непреодолимые трудности.
Применение электрошлаковой сварки открыло путь к со- зданию комбинированных сварных изделий больших размеров из "отливок, поковок и проката, экономичных по массе, с минималь:ными припусками на механическую обработку. Для производства деталей машин средних размеров с общей площадью сечений до 50000 мм' перспективно использовать стыковую контактную сварку. Таким способом изготовляют, напри- ЗшИ Рис. 22.5. Сварной вал шахтной подъемной машины мер, картеры тепловозных дизелей (см.
рис. 17.10), собираемые и свариваемые из унифицированных отливок методом последовательного наращивания. При серийном выпуске деталей небольших ятазмеров используют контактную сварку, сварку трением, сварку под флюсом, в среде С02 и т. д. В деталях машин, например в телескопических соединениях трубчатых элементов разных диаметров, в элементах, соединяемых внахлестку и втавр, в изделиях сложной геометрической формы (сотовые конструкции на рис. 2.35), при которых наложение сварных швов оказалось бы затруднительным, целесообразно применять пайку.
Помимо процессов сварки и пайки в деталях машин большое значение имеют процессы наплавки. Наплавка применяется не только для восстановления изношенных поверхностей при их ремонте, но и при изготовлении новых деталей с целью придания их поверхности заданных свойств, Так, быстрорежу|цую сталь наплавляют на поделочную с целью получения недорогих износостойких инструментов, а твердые сплавы на трущиеся поверхности .машин и механизмов — для повышения их износостойкости. При проектировании деталей с наплавкой следует учитывать возможность применения новых способов сварки, например взрывом. Применяют также поверхностную закалку кислородно-ацетиленовым пламенем и ТВЧ. Этот процесс требует тщательной технологической отработки. Тем не менее закалка находит разностороннее применение на машиностроительных заводах при обработке шестерен, бандажей, крановых бегунов и т.
п. При проектировании деталей машин следует учитывать следующие обстоятельства. 1. Диапазон применяемых марок сталей широк — наряду с яизкоуглеродистыми и низко. легированными сталями применяют высоколегированные. Иногда заготовки подвергают термической обработке до сварки. К качеству конструкций предъявляются высокие требования. 286 2. В деталях машин размеры элементов нередко определяются условиями не прочности, а жесткости. В этом случае рабочие напряжения принимаются значительно ниже допускаемых. 3. В деталях машин большое значение имеет точность изготовления.
Остаточные напряжения в сварных конструкциях, находящихся в эксплуатации, с течением времени меняют свое значение. Вследствие этого в конструкции появляются деформации. Поэтому сварные изделия, изготовляемые и обрабатываемые по высшим квалитетам точности, необходимо после сварки подвергать термической обработке (отпуску в нагревательных печах). 4. В зонах сварных соединений некоторых низколегированных сталей происходит процесс замедленного распада аустенитнок структуры, вызывающий деформирование соединения в течение некоторого времени. В процессе эксплуатации сварных соединений из низкоуглеродистой и аустенитной стали изменения размеров; обычно не происходит.
Существуют разные мероприятия для устранения этого вредного явления. Одно из них — применение рациональной термической обработки изделия после сварки. Полезно снятие остаточных напряжений, так как возникающие при этом пластические деформации ускоряют процесс стабилизации структур.
5. Механическую обработку сварных деталей машин следует, как правило, производить после отпуска, так как удаление части сечения вызывает перераспределение остаточных напряжений и искажение ранее обработанных поверхностей. Однако эти искажения зависят от жесткости обрабатываемой детали и размера снимаемого слоя и могут быть невелики. Поэтому очень часто сварные изделия обрабатывают, не производя вовсе отпуска. 6. «Горячий монтаж», т.
е. сборку и сварку механически обработанных заготовок без последующей механической обработки готовой детали, можно применять только при тщательной отработке технологии сварки. Детали машин часто воспринимают действие динамических нагрузок. Это требует проектирования конструкций с возможным устранением концентраторов напряжений. Влияние динамических нагрузок учитывают с помощью коэффициента т1. Расчетное усилие при этом равно Л = Рпо +Рполт! (22.1) где Р „,— усилие от постоянных нагрузок; Р,„— усилие от полезных нагрузок. Значения т! зависят от вида машины и характера ее работы: Злектромашины, шлифовальнте станки, ротационные компрессорные турбины.........,....,,......, 1 — 1,1 Двигатели внутреннего сгорания, поршневые насосы и компрессоры 1,2 — 1,5 Волочильные станки, рьпажные прессы, пильные рамы...., 1,5 — 2,0 Прокатные станы, камнеломные машины............
2,0 — 3,0 Помимо увеличения заданных значений статических усилии при проектировании деталей машин производится снижение допускаемых напряжений с учетом вибрационного действия на деталь 287 1 р=рлрпч д1 г) д) а) ж) р 'даная Обад Г. ~ тр = (биост + т1Мпол) ~ ( [О ] рУ) . (22.3) Зто снижение допускаемых напряжений в основном металле производится с учетом комплекса факторов, рассматриваемых в специальных курсах применительно к каждой отрасли техники. Допускаемые напряжения в сварных соединениях деталей машин снижаются относительно допускаемых напряжений (о'1р путем умножения на коэффициент у, вычисляемый в зависимости от эффективного коэффициента концентрации сварного соединения .Ка (см.
~ 5 гл. 4). Рнс. 22.6. Конструкция сварных барабанов Таким образом, плошадь расчетного сечения шва при растяжении элементов Ртр=(Р ост+Р т1) /(~о')рУ). (22.2) Аналогичным образом определяют момент сопротивления сечения при изгибе: ф 2. Барабаны Барабаны используют в шаровых мельницах, центрифугах, но особенно часто их применяют в грузоподъемных машинах и шахт.ных подъемниках. Размеры барабанов различны. Диаметры их колеблются в широких пределах — от нескольких десятков миллиметров до нескольких метров. Длина барабана зависит от его назначения.
Толщина стенок барабана может достигать 75 мм. В большинстве случаев барабан представляет собой сварную конструкцию, изготовленную из листов. Однако в некоторыМ изделиях '288 сновой барабана служит каркас, выполненный из профильного атериала. Каркас представляет собой пространственную жесткую истему, к которой приваривают барабанную обшивку. Такие контрукции встречаются сравнительно редко и главным образом в крупных шахтных подъемниках.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
