Технологические мероприятия повышения надежности

 

Технологические меры повышения надежности могут раз­рабатываться еще на стадии конструирования изделия в ре­зультате совместной деятельности конструкторских и техноло­гических служб. Некоторые технологические мероприятия не могут быть выполнены без согласования с конструктором, так как они требуют внесения изменений в чертеж детали (уни­фикация размеров, изменение материала, введение новых ме­тодов упрочнения, изменение точности или шероховатости по­верхности деталей и т. п.).

Ниже рассмотрены некоторые технологические и конструкторско-технологические мероприятия, значительно влияющие на надежность горных машин.

1. Обеспечение технологичности деталей и сборочных еди­ниц, заключающейся в широком применении стандартизирован­ных и унифицированных деталей и их элементов, ограничении применяемых марок материалов и их типоразмеров, обеспече­нии преемственности конструктивных решений, обеспечении достаточной жесткости детали и удобных базирующих поверх­ностей для установки детали при обработке и т. п. Обеспече­ние высокой технологичности деталей позволяет не только сни­зить трудоемкость их изготовления, но и значительно снизить дефекты и брак при производстве, повысить оснащенность про­изводства, повысить стабильность качества изготовления деталей, и, следовательно, повысить надежность сборочных единиц и всей машины.

2. Правильный выбор заготовки. В ряде случаев первичные технологические методы формообразования (литье, штамповка, поковка, сварка) являются окончательными и, следовательно, надежность таких деталей определяется свойствами и качест­вом этих операций (при заданных материалах и конструкции). Даже в тех случаях, когда заготовки подвергаются механиче­ской и термической обработке, первоначальные свойства пере­носятся на свойства окончательно обработанной детали (тех­нологическая наследственность). Например, при отливке деталей из-за неравномерного остывания, окисления, попадания в металл различных включений и газа могут появиться дефекты в виде трещин, раковин, пор и неоднородности химического со­става и структуры. Особое влияние на сложные отливки ока­зывают литейные напряжения, являющиеся результатом со­вместного действия температурных и структурных факторов. Уменьшение прочности отливок под влиянием литейных напря­жений часто имеет место у стальных крупных валов с боль­шими перепадами диаметров, плит с неодинаковыми по тол­щине стенками и ребрами, больших шкивов, маховиков и т. д.

Аналогичные дефекты могут возникнуть и при сварке, при­чем в этом случае дефекты, захватывающие зоны сварки, но­сят локальный характер.

Для придания металлическому слитку желаемой формы при­меняется обработка давления, которая изменяет структуру ме­талла и оказывает большое влияние на механические свойства деталей. Существует правило, согласно которому расположе­ние волокон должно в известной мере повторять конфигурацию детали и не «перерезаться» стенками детали, т. е. при ковке и штамповке нужно получить такое направление волокон, что­бы возникающие при эксплуатации напряжения действовали бы в направлении максимальных механических свойств стали. Так, зубчатые колеса получают правильную ориентировку во­локон в том случае, если их изготавливают путем ковки заго­товки с осадкой в торец. Особенно благоприятное расположение волокон в деталях достигается при горячей или холодной на­катке зубьев, звездочек, шлицев, резьбы и т. д. При попереч­ном расположении волокон усталостная прочность может сни­жаться в 1,5 - 2 раза.

3. Характер технологического процесса и его параметры оказывают существенное влияние на состояние материала из­делия. В каждом технологическом процессе в зависимости от его физической природы заложены предпосылки для возник­новения или локализации тех или иных отклонений от идеаль­ного или регламентируемого состояния металла. Так, шлифо­ванная поверхность имеет большое число рисок глубиной по­рядка 1 мкм; на такой поверхности имеется опасность появления прижогов, резко снижающих микротвердость закаленной поверхности и вызывающих возникновение растягивающих на­пряжений, которые могут приводить к шлифовочным трещинам. Замена шлифования методом алмазного выглаживания или вибрационным обкатыванием может устранить эти дефекты и резко повысить надежность таких деталей.

Известно, что пары трения, у которых направление рисок совпадает, дают износ значительно больший, чем детали, у которых направление рисок взаимно перпендикулярно или сле­ды механической обработки расположены под углом. Поэтому шейка вала и втулка подшипника, обработанные шлифованием, будут работать значительно хуже, чем пара трения, у которой шейка вала обработана шлифованием, а втулка — протягива­нием или хонингованием.

4. Важную роль в повышении эксплуатационных свойств машин играет упрочнение поверхностных слоев их деталей, ко­торое значительно снижает отрицательное влияние концентра­торов напряжений, обеспечивает повышение износостойкости и усталостной прочности. Например, пластическое деформирова­ние поверхностного слоя в результате обкатки роликами повы­шает предел выносливости гладких участков валов на 20 - 40 %, подступичных частей валов - на 80-100%, галтелей - на 60-100%; чеканка сварных швов - в 2 раза, резьбы - в 2-3 раза, дробеструйная обработка пружины - в 3-5 раз и т. д.

В табл. 6.1 даны практические рекомендации по использо­ванию технологических упрочняющих методов обработки.

 

 

Таблица 6.1

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться: