Способ обработки деталей машин

 

Изобретение относится к области обработки стальных изделий, преимущественно деталей машин с концентраторами напряжений. Цель изобретения повьш1ение долговечности. Сущность изобретения заключается в том, что в зонах концентрации напряжений деталей машин прикладьшают нагрузку с созданием растягивающих напряжений величиной не менее разности максимальных разрушающих напряжений и предела выносливости материала, причем нагрузку прикладывают совпадающий по направлению с рабочей нагрузкой. При эксплуатации детали машин в концентраторе напряжений действуют рабочие растягивающие напряжения, уменьшенные на величину предварительных напряжений сжатия, причем величина рабочих напряжений не превьш1ает пре- . S дела выносливости материала детали и i поз тому не вызывает повреждений. 1СЛ I ил., 1 табл. СдЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1310437 А1 (5р 4 С 21 Р 1/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф ь., 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ц -

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3634394/31-02 (22) 05.08.83 (46) 15.05.87. Бюл. У 18 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) В.А. Гурский и А.И. Назин (53) 621.787(088.8) (56) Головин Г.Ф., Зимин Н.В. Технология термической обработки металлов с применением индукционного нагрева. — Л.: Машиностроение, 1979, разд. III, с. 35-37.

Патент США N 3124492, кл. С 21 П 9/04, 1964. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН (57) Изобретение относится к области обработки стальных изделий, преимущественно деталей машин с концентраторами напряжений. Цель изобретения— повышение долговечности. Сущность изобретения заключается в том, что в зонах концентрации напряжений деталей машин прикладывают нагрузку с созданием растягивающих напряжений величиной не менее разности максимальных разрушающих напряжений и предела выносливости материала, причем нагрузку прикладывают совпадающий по направлению с рабочей нагрузкой.

При эксплуатации детали машин в концентраторе напряжений действуют рабочие растягивающие напряжения, уменьшенные на величину предварительных напряжений сжатия, причем величина рабочих напряжений не превышает преф дела выносливости материала детали и поэтому не вызывает повреждений.

1 ил., 1 табл.

С:

1 131043

Изобретение относится к способам обработки стальных изделий, преимущественно деталей машин с концентраторами напряжений, Цель изобретения — повышение долговечности.

На чертеже показан сварной картер ведущего моста транспортного средства, общий вид.

Картер имеет верхнюю 1 и нижнюю 2 пустотелые балки, сваренные продоль ным швом 3, в которые кольцевыми швами.4 ввариваются кольца 5 (заднее кольцо не показано). Картер имеет продольную 6i и поперечную 7 ось сим- 15 метрии. Йа концы балок 1 и 2 приварены при помощи швов 8 рукава 9.

Все сварные швы — односторонние и в силу своей природы являются концентраторами напряжений. 20

На выступающей верхней части балки 1 в месте пересечения ее наружного контура с поперечной осью 7 находится условная точка 10, к которой при изготовлении картера прикладыва- 25 ется технологическая нагрузка, а на нижней части картера — на поверхности рукавов 9 находятся условные точки 11, равноудаленные от условной точки 10, на которые опирается кар- Зп тер при изготовлении.

Пример. Под действием рабочей нагрузки в эксплуатации картер подвергается изгибу относительно продольной оси симметрии 6 так, что

35 верхняя балка 1 сжимается, а нижняя

2 растягивается. Растягивающие напряжения 6„ С действуют в кольцевом шве

4 на нижней балке 2, вызывая появление здесь усталостных трещин, кото- 40 рые, зарождаясь на кольцевом шве вблизи продольной оси 6 и распространяясь вдоль кольцевого шва 4 на нижней балке 2, вызывают разрушение картера в целом. 45

Рабочая нагрузка, вызывающая появление в месте разрушения кольцевого сварного шва напряжений 6„„„ составляла Р„ „, а рабочая нагрузка, соответствующая безопасному значению 50 напряжения — пределу выносливости составляла P

Способ термической обработки картера заключается в следующем.

После сварки картер устанавливает- 55 ся на шарнирные опоры в условных точках 11 рукавов 9 и упруго деформируется путем приложения нагрузки идентичной по направлению рабочей на

7 2 верхнюю балку 1 картера в условной точке 10. Величина нагрузки определяется исходя из разности напряжений

В зоне кольцевого шва д6 =Д с «Ь и составляет dP=P„„„ -Р .

Под нагрузкой в кольцевом шве 4, расположенном на нижней балке 2, возникают рабочие напряжения равные 44.

При сохранении деформированного состояния проводится местная термообработка кольцевого шва 4 на нижней балке 2. За счет рекристаллизационных процессов напряжения дб в зонах термообработки уменьшаются до нуля.

После охлаждения нагрузку снимают.

3а счет упруго деформированных балок картера, стремящихся вернуться в недеформированное состояние, в зоне термообработки кольцевого шва 4 возникают сжимающие напряжения в соответствии с геометрической формой сечений шва равные по величине, но противоположные по знаку тем напряжениям (растягивающим), которые действовали до нагрева, т. е. -Ы.

После разгрузки верхняя балка 1 частично сжата, нижняя балка 2 частично растянута. За счет дополнительного нагружения балок (элементов, не лимитирующих долговечность) достигнуто наведение предварительных напряжений сжатия в зоне кольцевого шва (элемента, лимитирующего долговечность).

При эксплуатации картера в кольцевом шве действуют рабочие растягивающие напряжения, уменьшенные на величину предварительных напряжений сжатия. Причем величина рабочих напряжений не превышает предела выносливости материала сварного шва и поэтому не вызывает повреждения.

Результаты испытаний по известному и предложенному способу приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ обработки деталей машин, включающий приложение нагрузки, местный нагрев ТВЧ в нагруженном состоянии, охлаждение и снятие нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, нагрузку прикладывают совпадающей по направлению с рабочей и величиной, создающей напряжения в детали не менее разности максимального разрушающего напряжения и предела выносливости материала детали.

1 Э

Х Р. о 5 о Ех

Р С Р

Э а х х о и о

И 1 и

Э I а!

С4 Е

u cd

Э .;4

Э х

С» Р о с»

cd о х х

Х

CI cd

Е.4 М

Э

cd a хо

Э W

ЭО

Э cV х

1:Е

Э Э

Р Х о х х

Al u

Р. О х

I 1 о и е х и

Э

:! Е»

Е»

Н х

1 эх х х

° Э 1

Е I

6 и х хх

I4 И л о л х

% и Р» оо

Ch

» с

° I

f 1

Н 1

С 1 I

1 I о х

cd 1

Д I

v х г.л

Н 1 о х

cd I

Е 1

3 I

v х г 1

1 сО 1

О

И I о

1 и I

3, E 1

И I

Э 1

6l I

Ж 1 о

1»

В

Р

1 о

cd >с

g Р оэср ц х

l3t0437 ооо сic л /1 Л СЧ о о О СЧЕ О 1

СЧ СЧ

I 1

Е cd о х о д х w5, 4 СС! Х с и с э а

СЧ Ф

>х о

m e э о ."г х вс! а

Ю

O Cd O

ИиН

Э х

Э II

И

Э (.С аэо

О со

Э х

alI1Ф

<о х юД о исЧ сЧ

И 0 л л

5»

% о — оЮ и

1

CO л

СО

СЧ

О

О л 1

СЧ

;о

;С> I

" Ф I

1 .о х о х

Х Х 1

Э Е 1

Щ V I о о ц 1 о э в о

Э Г» I

Х . 1 х о

Э Q I

Х 1

cd Э I х х

m x

aI

Э Н э о х х

Е 1 а о

u u

I

1

I

Ц л

Л, 1 м и м о%Я

СЕ ОСЧОО о э-

1310437

Составитель А. Кулемин

Техред М.Ходанич

Редактор Л.Пчолинская

Корректор С. Шекмар

Заказ 1869/26 Тираж 550

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4