Пояснительная зависка по ГОСТ (1229826), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Отпускная хрупкость II рода наблюдается у легированных сталей при медленном охлаждении после отпуска в области 450 - 650 °С. Существует несколько объяснений природы этого дефекта. Рассмотрим наиболее распространенное. При высоком отпуске по границам зерен происходит образование и выделение дисперсных включений карбидов. Приграничная зона обедняется легирующими элементами. При последующем медленном охлаждении происходит восходящая диффузия фосфора из внутренних объемов зерна к границам. Приграничные зоны зерна обогащаются фосфором, прочность границ понижается, ударная вязкость падает. Этому дефекту способствуют хром, марганец и фосфор ( >0,001 %). Уменьшают склонность к отпускной хрупкости II рода молибден и вольфрам ( до 0,5 %) и быстрое охлаждение после отпуска. Отпускная хрупкость II рода "обратима", то есть при повторных нагревах и медленном охлаждении тех же сталей в опасном интервале температур этот дефект может повториться. Поэтому стали, склонные к отпускной хрупкости II рода, нельзя использовать для работы с нагревом до 650 °С без последующего быстрого охлаждения.

Для вала водяного насоса тепловоза ТЭМ 2 выбираем высокий отпуск при температуры 620 °С, с выдержкой времени 1 час. Для нагрева детали используем электрическую камерную печь РР 540/85 (рисунок 3.11). Охлаждение производится на воздухе в течении 30 – 40 минут.

Рисунок 3.11 – Отпускная печь РР 540/85

Характеристики печи РР 540/85 представлены в таблице 3.4

Таблица 3.4 – Характеристики печи РР 540/85

3.5 Поверхностная закалка шеек вала с нагревом ТВЧ

Поверхностная закалка состоит в нагреве поверхностного слоя стали выше Ас₃ с последующим охлаждением для получения высокой твердости и прочности в поверхностном слое детали в сочетании с вязкой сердцевиной. Способ закалки с нагревом ТВЧ заключается в следующем. В переменное электромагнитное поле, создаваемое электрическим током высокой частоты, помещают металлическую деталь. В поверхностном слое детали индуцируются вторичные вихревые токи Фуко, вызывающие нагрев поверхностного слоя детали (рисунок 3.12).

а – схема индукционного нагрева; б – закалка; I – при одновременном нагреве всей поверхности; II – закалка при непрерывно-последовательном нагреве; 1 – деталь; 2 – индуктор; 3 – спрейер; 4 – силовые линии магнитного поля

Рисунок 3.12 – Индукционный нагрев

Индуктор (соленоид) представляет собой один или несколько витков пустотелой водоохлаждаемой медной трубки или шины. Закалку осуществляют с помощью душевого устройства (спрейера), часто совмещаемого с индуктором.

Плотность индуктированного переменного тока, по сечению проводника (нагреваемого изделия) неодинакова. Ток проходит в основном в поверхностном слое проводника. Это явление называется поверхностным эффектом. Около 90% теплоты выделяется в слое толщиной x, которая находится в следующей зависимости от частоты тока f (Гц), магнитной проницаемости μ (Гн/м) и электросопротивления ρ (Ом·см) нагреваемого металла:

(3.4)

Глубина проникновения тока увеличивается с повышением температуры и наиболее резко возрастает при температуре, лежащей выше точки Кюри (768 °С), вследствие резкого уменьшения магнитной проницаемости при переходе стали из ферромагнитного в парамагнитное состояние. Одновременно уменьшается скорость нагрева, что нужно учитывать при установлении режима нагрева.

Для получения слоя, толщиной 1,0 мм оптимальная частота тока составляет 50000 – 60000 Гц, для слоя толщиной 2 мм ~ 15000 Гц и для слоя толщиной 4 мм всего ~ 4000 Гц.

Выбор оптимальной толщины упрочняемого слоя определяется условиями работы детали. Когда изделие работает только на износ или в условиях усталости, толщину закаленного слоя чаще принимают 1,5 – 3,0 мм, в условиях высоких контактных нагрузок и возможной перешлифовки 4 – 5 мм. В случае особо больших контактных нагрузок, например для валков холодной прокатки, толщина закаленного слоя достигает 10 – 15 мм и выше. Обычно считают, что площадь сечения закаленного слоя должна быть не более 20% всего сечения.

Источником электропитания служат чаще всего машинные и реже, ламповые генераторы. Когда глубина закалки 1-3 мм и более, применяют машинный генератор, имеющий диапазон рабочих частот 500 – 8000 Гц и мощность 12 – 500 кВт. Для нагрева деталей машин, требующих малую глубину закалки (десятые доли миллиметра), используют ламповые генераторы с частотой до 450000 Гц и мощностью 10–200 кВт. Закалку при нагреве ТВЧ производят на специальных установках, которые обычно механизированы и автоматизированы.

При больших скоростях нагрева превращение перлита в аустенит сдвигается в область высоких температур, поэтому температура закалки при индукционном нагреве выше, чем при нагреве в печах, где скорость нагрева не превышает 1,5 – 3,0 °С/с. Чем больше скорость нагрева в районе фазовых превращений, тем выше должна быть температура для достаточно полной аустенитизации и получения при охлаждении оптимальной структуры (мелкокристаллический мартенсит) и максимальной твердости. (например, при печном нагреве стали с 0,4% С температура закалки 840 – 860°С, при индукционном нагреве со скоростью 250°С/с – 880 – 920°С, а со скоростью 500°С/с – 980 – 1020°С).

При выполнении индукционного нагрева следует учитывать эффект близости. В системе из двух проводников, по которым течет переменный ток разного направления, наибольшая плотность тока создается в тех частях, которые ближе расположены друг к другу. В связи с этим, для получения закаленного слоя равномерной толщины расстояние от индуктора до поверхности детали должно быть одинаковым, а форма индуктора симметричной нагреваемой поверхности детали.

После закалки с индукционным нагревом изделия подвергают низкому отпуску при 150 – 200 °С, нередко и самоотпуску. В этом случае при закалке охлаждение проводят не до конца, и в детали сохраняется некоторое количество теплоты, нагревающей закаленный слой до температур отпуска.

Для поверхностной индукционной закалки применяют стали, содержащие 0,4–0,5% С (40, 45, 40Х, 45Х, 40ХН и другие) которые после закалки имеют высокие твердость (HRC 50 – 60), сопротивляемость износу и не склонны к хрупкому разрушению.

При поверхностной закалке с использованием индукционного нагрева можно получить твердость HRC больше на 3 – 5 единиц, чем при закалке после нагрева в печи. Это явление часто объясняют высокой скоростью охлаждения при поверхностной закалке в мартенситном интервале температур, исключающей возможность отпуска в процессе закалки. После закалки с индукционного нагрева действительное зерно аустенита мельче, чем при обычной закалке с печным нагревом. Мелкое зерно получается вследствие большой скорости нагрева и отсутствия выдержки при нагреве.

Предварительное улучшение или нормализация, при которых можно получить мелкодисперсную исходную структуру, и использование высоких скоростей нагрева (500 – 1000 °С/с) при аустенитизации позволяют получить особо мелкое зерно аустенита и очень тонкий мартенсит. Сталь с таким зерном обладает высокой прочностью и пластичностью. При поверхностной закалке, в том числе и с глубинным нагревом, сильно повышается сопротивление усталостному разрушению. Предел выносливости (при испытании образца с надрезом) для стали с 0,4% С после нормализации составляет 15 кгс/мм2 (100%), а после поверхностной закалки 42 кгс/мм2 (285%). Повышение предела выносливости объясняется образованием в закаленном слое остаточных напряжений сжатия (50 – 60 кгс/мм2) (При знакопеременной нагрузке трещины усталости, как правило, возникают на поверхности под влиянием растягивающих напряжений. При образовании на поверхности остаточных напряжений сжатия они уменьшают растягивающие напряжения, возникающие от внешней нагрузки, и поэтому повышается предел выносливости).

Вал подвергают сравнительно медленному индукционном нагреву (за время порядка 20 – 180с) на глубину, не менее чем в два раза превышающую требуемую глубину закалки (780 °С). Закалочное охлаждение осуществляют быстродвижущимся потоком воды или водяным душем. По сравнению с душем охлаждение потоком воды является более равномерным; охлаждающие устройства не требуют столь тщательного ухода.

Затем отпуск проводится в соляной ванне (из нержавеющей стали) с раствором NaCI (60%) и KCI (40%). Раствор расплавляется в печи (рисунок 3.11), клещами погружается вал и выдерживается при температуре 150°С 30 минут затем охлаждается на воздухе.

4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДНЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Общие положения БЖД

Безопасность жизнедеятельности – это наука о комфортном и безопасном взаимодействии человека с техносферой. [7]

Основная цель безопасности жизнедеятельности как науки – защита человека в техносфере от негативных воздействий антропогенного и естественного происхождения и достижение комфортных условий жизнедеятельности.

Главная задача науки о безопасности жизнедеятельности – превентивный анализ источников и причин возникновения опасностей, прогнозирование и оценка их воздействия в пространстве и во времени. [7]

4.2 Виды и системы освещения

Для освещения производственных, служебных и бытовых помещений используют естественный свет и свет от источников искусственного освещения.

Различают следующие виды освещения:

- естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода;

- искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света;

- совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Помещения с постоянным пребыванием людей имеют естественное освещение.

Естественное освещение конструктивно подразделяют на боковое, верхнее и комбинированное (верхнее и боковое).

Боковое (одно и двухстороннее) естественное освещение помещений осуществляется через световые проемы в наружных стенах зданий, а в некоторых случаях через стены, если они выполнены из материалов, частично пропускающих свет. [8]

Систему естественного освещения выбирают с учетом следующих факторов:

- назначения и принятого архитектурно-планировочного, объемно- пространственного и конструктивного решения здания;

- требований к естественному освещению помещений, вытекающих из особенностей технологической зрительной работы;

- климатических и светоклиматических особенностей места строительства зданий;

- экономичности естественного освещения.

При ширине помещения до 12 метров рекомендуется боковое одностороннее освещение, при ширине 12…24 метра – боковое двухстороннее. [8]

Верхнее естественное освещение производится через световые проемы в перекрытии, аэрационные и зенитные фонари, также через световые проемы в местах перепада высот здания.

Комбинированное освещение рекомендуется при ширине помещения более 24 метров. Оно является наиболее рациональным, так как создает относительно равномерное по площади освещение. [8]

При выполнении точных зрительных работ (например, слесарных, токарных) в местах, где оборудование создает глубокие резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду с общим освещением применяют местное освещение дополнительное к общему, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах. Совокупность местного и общего освещения называют комбинированным искусственным освещением. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, поскольку образуются резкие тени, глаза быстро утомляются и создается опасность производственного травматизма. [8]

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное и специальное, которое является охранным, сигнальным, дежурным, эвакуационным, витринным, архитектурным, прожекторным. [8]

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных помещений. [8]

Аварийное освещение предусматривают в случае выхода из строя питания рабочего напряжения для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение нормального обслуживания оборудования могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей и т.д. Минимальная освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5% нормируемой освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк. [8]

Характеристики

Список файлов ВКР