Кинасошвили Р.С. 1960 Сопротивление (1075901), страница 56
Текст из файла (страница 56)
е. Ио формулам (295) и (293): 382 пточность пеи динлмич. и псззмеипых илггтзклх [гл. х>ч Определяем общий запас прочности, подставляя з фориулу (300) минимальные значения Л, и Л,: lг,е 2б 31 — 2 1/~/з+ а ~/2,0-+3,>з 8 108. Повышение усталостиой прочности Большинство поломок деталей машин происходит от усталости, поэтому большое практическое значение приобретают мероприятия, повышающие усталостиую прочность и долговечность деталей. Основными из них являются конструктивные и технологические мероприятия. Конструктивные мероприятия з основном сводятся к уменьшению концеитраций напря>кения в местах, где обычно возникают усталостиые трещины, ведущие к поломкам деталей.
Ряс. 203. Рассмотрим па примерах некоторые пз конструктивных мероприятий. Набшодается много случаев возникновения усталостных трещин в местах резкого измеиеиия сечений: в галтелях валов, осей и других деталей. Увеличение радиуса закруглепия галтели сии>кает коэффициент концентраций напряжений и тем самым повышает усталостиую прочность детали. Однако ие всегда зозмо>кио увеличить радиус закругления галтели до желательной вели ишы; в таких исключительных случаях делшот галтель с подзиутреиием, как показано на оис.
208. Часто края сзерленпя в деталях, например сзерлеиия для подводки масла к труппы>ся поверхностям, недостаточно закруглены, что зпзчительио пони>кает усталостпую прочиость детали. На рис. 209 показано сверлеиие с острыми крщмп> и с хорошо ззкругленяыип крзшш. з 1081 повышение тстллостной пгочности 383 В полых валах, имеющих поперечное сверленне, иногда делают внутренний поясок, как показано на рис.
210, для упрочнения ослабленного участка вала. Рис. 209. Для уменьшения концентрации напряжений, вызываемой шпоиочной канавкой, устраняют входящий угол путем про- Рис. 210. польного фрезеровання канавки. На рнс. 211 показаны канавки с входящим углом и с плавным переходом, достигп продольным фрезерованием. Рис, 211. Значительное снижение усталостной прочности возникает в вале при переменном изгибе, когда на вал пасам;ена втулка. Объясняется зто концентрацией напряжений в вале у краев втулки и коррозией сухого трения.
Для повышения усталостной прочности иногда увеличивают диаметр вала под втулкой 384 пвочность пви динамич. и пегвменных нлггвзклх (гл. хш (рис. 212) или делают плавный переход введением внутренней фаскн на краях втулки (рис. 213). Значительное снижение усталостной прочности материала происходит из-за различных рисок на поверхности деталей, вызванных грубой механической обработкой. Сильно снижает Рис.
213. Рнс. 212. усталостную прочность коррозия. На рис. 214 показано, как снижаются пределы усталости стальных образцов от вышеназванных причин в зависимости от предела прочности стали. Пределы усталости полированных образцов (прямая а) приняты за 100з~з; кривая б — пределы усталости шлифованных образцов, кривая в — обточенных резцом; кривая г — образцов с острой выточкой, показанной в левом углу фигуры; кривая д — образцов после прокатки; кривзя е — пределы усталости образцов, поверхность которых корродирована в обычной воде, и кривая ж — образцов, поверхность которых корродирована в морской воде. Из рис.
214 видно, что чем более легирована стзль, чем выше ее предел прочности на растяжение, тем сильнее снижается ее предел усталости от повреждения поверхности образца рисками или коррозией. Поэтому, как говорилось выше, применение дорогих сталей требует особенно тщательной обработки поверхности деталей и зашиты ее от коррозии. Перейдем к краткому рассмотрению технологических мероприятий, повышающих усталостную прочность деталей. Они в основном сводятся к упрочнению поверхностных слоев детали.
При часто встречающихся деформациях изгиба и кручения наибольшие напряжения возникают в поверхностных слоях материала. Коррозия, значительно снижающая усталостную прочность, начинается с поверхности детали. Механмческая обработка нарушает целость кристаллических зерен и тернала й 1ОВ~ ПОВЫП>ЕНИЕ УСТЛЛОСТИОй ПРОЧНОСТИ 335 и оставляет на поверхности следы обработки в виде царапин. Поэтому ряд технологических меооприятий направлен к тому, чтобы упрочнить поверхностный слой материала и тем самым повысить усталостную прочность детали. Особенно это эффективно при наличии концентратов напряжений.
Этого упрочнения достигают термической, термохимической и специальной механической обработкой поверхности. вызывающей упрочнение и пластическую деформацию поверхностных слоев материала. При этом в поверхностных слоях материала возникают а Гпп эь 00 80 ,уо 00 4000 00 то 00 00>Оопп>00>УПМПбп мумм> Рнс. 214. остаточные напряжения сжатия, которые уравновешиваются остаточными напря>кениями растяжения в серединных слоях.
При переменных напряжениях опасными являются напряжения растяжения. Напряжения рас~яжения в поверхностных слоях, вызванные действующей нагрузкой. суммируются с остаточными напряжениями сжатия, вследствие чего результирующее напра>кение растя>кения уменьшается н деталь упрочняется. На рис. 215 показаны схематично эпюры напряжения изгибаемого вала: кривая а — эпюра остаточных напряжений, вызванных технологическим упрочнением поверхностного слоя; прямая б — эпюра напряжения от изгиба вала; кривая в — эпюра результирующих папряжеш>й.
Как видно 386 пгочность пги динлмич. п пвгвмвнных нлггтзклх 1гл. х>ч пз этой фигуры, напря>кение растя>кения от изгиба на поверхности вала значительно уменьшилось. Увеличение напряжений сжатия в противоположных волокнах вала не является опасным в отношении усталостного разрушения.
К технологическому упрочнению поверхностных слоев материала деталей относятся: поверхностная закалка токами высокой частоты, термохимическая обработка поверхности ген чдаяья> и .м — ьмая>ие Рае»ямеяае Рнс. 215. путем азотировання или цементации, механическое упрочнение поверхности обкаткой стальными закаленнымц шарнкамн, обработка поверхности потоком дроби (дробеструйная обработка) н др. В зависимости от рода материала, требований к чистоте поверхности, условий работы детали, экономики и других соображений выбирается тот илп лругой внд технологической обработки. Технологические мероприятия, упрочняющне поверхность детали, очень широко применяются в машиностроении; они повышают усталостну>о прочность на десятки процентов таких деталей, как валы, оси.
пружины, рессоры, болты, шестерни н лр. Более подробные сведения о приме>енин этих мероприятий н о даваемом имн эффекте можно найти в специальной литературе. й 109. Контрольные вопросы Приведите примеры статического и динамического действия нагрузок. Как опрелеляется напра>кение в топком кольце, враща>ощемся относ>нсльцо цен>ральной осн, перцспднкуля1,ной его плоскости? $ !091 КОИТРОЛЫ!ЫВ ВОПРОСЫ 387 Какое соотношение существует ме;кду напря;кениями, вызываемыми внезапно приложенной растягивающей силой и статически приложенной силой той же величины? Как полсчитывается динамический коэффициент при поперечном ударе по балке? Как производится испытание на удар? Что называется относительной вязкостью при испытании л~атериала на удар? Как испытывается материал на усталость <выносливость)? Что называется средним напряжением и амплитудой напрявгения цикла при переменных напряжениях? Какой цикл напряжений называется симметричным? Что называется пределом выносливости материала? Какие имеются эмпирические приближенные зависимости оценки пределов выносливости симметричных циклов для сталей по пределу прочности? Как влияют иа предел выносливости материала абсолютные разл~еры детали и состояние поверхности? Что называется аффективным ковффициентом концентрации напряжений? !<ак определить запас прочности при симметричном цикле напряжений? Как строится приблигкеиная диаграмма усталости? Как по приближенной диаграмме усталости определяется запас прочности детали? Как определяется запас прочности при сложном напрякгенном состоянии при переменных напряжениях? Кпнасошзизп Роберт Сс.чс.зепч.
Сопротивленне материалов, Краткнй учебнпк. Релактор Н. К. Снетка. Теяп!иеский релактор С. Н. Ях.гамаа, Корректор С, Я. Мазгалееския. Печать с матриц. Подписано к печати 21, У 19бО г. Бумага 84х108"м. Фнз. печ. л. 12,13, Условн. печ. л 19,89. Уч.-изл л 21,07. Тираж 100 000 зкз. 4лопсчатка! Пена 7 ауб 30 коп„ е 1/! !98! г. — 73 коп.
Зак Ке 1542. Государственное издательство физико-математической лцтерзтуры. Москва, В-71, Ленинской проспект, 15. Тнпаграфнч ЛЬ 2 нм Евг. Соколовой УПП Ленсовнаркоза Ленингаад, Йзмзйлавскнй пр, 29. .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
