Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

               Долговечность и надежность детали (сооружения) в работе определяется правильным технически обоснованным выбором материала и упрочняющей обработки.

     Во избежание ошибок необходимо четко представлять и учитывать целый ряд условий:

Ø условия работы деталей, узлов, агрегатов;

Ø знать величины и характер (статические, динамические, знакопеременные и т. д.) возникающих в ней при эксплуатации напряжений,

Ø учитывать наличие концентраторов на­пряжений (т. е. форму деталей) и др.

     Следует учитывать также

Ø технологические свойства материала и

Ø экономическую целесооб­разность его применения.

         

1. Условия работы деталей. Детали могут работать в услови­ях высоких температур, корродирующего воздействия различных сред, при­водящих к быстрому механическому износу, обеспечивающих минималь­ные потери энергии на трение, обеспечивающих герметичность соединений и изоляцию соединяемых деталей (термическую, электрическую и т. п.).

2. Величина и характер нагрузок. Нагрузки, воспринимаемые деталями, по характеру действия могут быть постоянными (статическими) и перемен­ными (динамическими). Выбор материалов для деталей, подверженных воздействию динамических нагрузок, — ответственное дело. Материалы в этом случае, кроме повышенной статической прочности, должны иметь не­которые особые механические качества.

3. Вид и характер напряжений. Под влиянием приложен­ных нагрузок в работающих деталях возникают напряжения. Основные ви­ды напряжений: растяжение, сжатие, сдвиг (срез), изгиб и кручение. Ино­гда на детали воздействуют одновременно несколько видов напряжений, например: сжатие или растяжение с изгибом и т. д. В некоторых случаях вид напряжения оказывает влияние на выбор материала. Например, чугун используют там, где деталь работает только на сжатие, так как известно, что он хорошо работает на сжатие, но плохо на растяжение.

  4.Свойства материалов. Физико-химические свойства опреде­ляются химическим составом (наличием входящих элементов и их количест­венным соотношением), способом изготовления (для металлов — их метал­лургия) и обработкой (для металлов — термическая и химико-термическая).

Масса (плотность) материала представляет интерес при оценке общего веса конструкции и ее отдельных сборочных единиц, а также для составле­ния сводных материальных спецификаций.

Теплоемкость, теплопроводность, жаростойкость, линейное и объемное расширение при нагревании — свойства, имеющие большое значение при конструировании деталей, работающих при высоких температурах.

Коррозийная стойкость материала очень важна для деталей, подвержен­ных действию различных кислот, морской воды, газов, влажного воздуха, атмосферных осадков и т. д.

Электропроводность, магнитная проницаемость и другие электрические и магнитные свойства материалов имеют значение для деталей, работаю­щих в электротехнических изделиях и электронных блоках.

Прозрачность — оптическое свойство, характеризующее стекло, целлулоид, слюду и некоторые пластики.

Механические свойства определяют твердость материала, прочность, уп­ругость, пластичность, вязкость и т. д.

Технологические свойства характеризуют свариваемость, штампуемость, обрабатываемость (механическая, термическая и химико-термичес­кая) и литейные свойства (для деталей, изготовляемых литьем).

5. Экономическая целесообразность применения материала (Стоимость и доступность материала) Оптималь­ным решением будет назначение такого материала, который, обеспечивая необходимую прочность, жесткость, износоустойчивость, обрабатывае­мость и т. д., одновременно недорог и доступен.

Необходимо также соизмерять долговечность работы отдельных деталей, узлов и машины (сооружения) в целом. Действительно, вряд ли целесообразно применять способные еще долго служить детали, когда весь агрегат (машина, сооружение) вышел из строя.

 

     При прочих равных условиях следует применять более дешевую сталь, соответственно и экономически более выгодные технологию изготовления и режимы упрочнения детали. Довольно часто бывает выгодно при­менять более дешевые стали, несмотря на увеличение металлоем­кости детали (сооружения), из-за технологической простоты изготов­ления изделия. Однако в особо ответственных случаях (высоконагруженные детали, работающие в сложных условиях; детали с повышенной удельной прочностью и т. д.) выбор производится только из условий получения максимальных эксплуатационных свойств.

              

 

  Кроме указанных свойств, конструктор при выборе материала учитыва­ет и его способность принимать требуемую форму. В Таблице 3 приведены ре­комендации по выбору материалов в зависимости от некоторых видов тех­нологических способов изготовления деталей.

 

 

Таблица 3 – Рекомендации по выбору материала от его технологических свойств

 

Форма и способ      изготовления	Металлы и сплавы
	Сталь (углеродистая, низкоколегированная)	Жаропрочные и коррозионностой- кие сплавы	Алюминиевые сплавы	Медные сплавы	Свинцовые сплавы	Магниевые сплавы	Никелевые сплавы	Титановые сплавы	Цинковые сплавы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Литье в землю	+	+	+	+	О	+	+		О
Литье под давлением			+	О	+	+			+
Литье по выплавляемым  моделям	+	0	+	+		+	0
Кокильное литье	0	0	+	+			0
Горячая штамповка в открытом штампе	+	+	О	О		О	о	О
Объемная штамповка	+	+	О	о		О	о	О
Холодная штамповка	+	о	о	+		О	о	О	о
Ковка с высадкой	+	+	о	о		о	о	о
Изготовление деталей  на токарно-винторез- ном станке	+	о	+	+		о	+	о	о
Фасонный прокат	+	+	+	+		+	+	+
Прокатка листового  металла	+		о	о		о		о	о

 

 

Примечание. Условные знаки:

 +  это наиболее часто используемые материалы;

 О   это матери­алы, которые начинают применяться в настоящее время.

Кратко опишем условия работы наиболее часто встречающихся деталей машин.                     

                                             В  а  л  ы                   

 

 

 

 

                               Рисунок 14

Валы могут иметь различные размеры и форму (гладкие, сту­пенчатые, шлицевые и т. д.), работать на больших и малых скоростях, с высокими и низкими нагрузками, в условиях, когда требования диктуются износом поверхности или прочностью по сечению вала.

            

Малонагруженные валы можно изготавливать из углеродистой стали, средне- и высоконагруженные валы лучше изготавливать из леги­рованной стали с учетом диаметра, размер которого лимитируется прокаливаемостью. Условия работы определяют и применение упрочняющей обработки. Малонагруженные валы можно не под­вергать термообработке, высоконагруженные подвергаются улучше­нию, работающие на износ - поверхностному упрочнению, а иногда улучшению и поверхностному упрочнению.

                    Ш п и н д е л и должны хорошо сопротивляться износу, схватыванию, образованию забоин и вмятин и др. В зависимости от назначения они могут подвергаться поверхностной закалке, ХТО с последующей термической и т. д.

 

Рисунок 15 – Трехкулачковый патрон на шпинделе

                     токарного станка

 Зубчатые к о л е с а чаще всего выходят из строя в связи с кон­тактным усталостным разрушением, торцовым износом, поломкой зуба и т. д.

Сталь и упрочняющая обработка силовых зубчатых колес выбираются с учетом необходимости сочетания высокой изно­состойкости рабочих поверхностей с усталостной прочностью на изгиб и при контактном нагружении - выбирают легированные стали, цементуемые и нитроцементуемые.

Средненагруженные зуб­чатые колеса изготавливают из углеродистых и низколегированных сталей. Упрочняют их ХТО или поверхностной закалкой ТВЧ. Для средне- и малонагруженных шестерен применяют не только цемен­туемые, но и улучшаемые стали.

 

                                                      Рисунок 16 – Зубчатое колесо

 

 

                  КОНСТРУКЦИОННЫЕ СТАЛИ и СПЛАВЫ

Конструкционными называются стали, предназначенные для изготовления деталей машин (машиностроительные стали), конструкций и сооружений (строительные стали). Различают углеродистые,  низколегированные и леги­рованные конструкционные стали