НАКАТКА - НАПРЯЖЕНИЯ

Из технологических мероприятий существенное повышение предела выносливости дает накатка резьбы, при которой волокна материала не перерезываются и, кроме этого, во впадинах резьбы после накатки образуются напряжения сжатия, положительно влияющие на характер напряженного состояния во впадинах наиболее нагруженных витков. Для крупногабаритных резьбовых деталей повышение циклической прочности достигается, если после нарезки резьбы и термообработки используют обкатку впадин. Обкаткой роликом впадин резьбы удается повысить предел выносливости резьбовых деталей до двух раз и более. [c.65]

Уменьшить влияние состояния поверхности на усталость можно соответствующими технологическими методами обработки, приводящими к Упрочнению поверхностных слоев. К числу таких методов относятся наклеп поверхностного слоя путем накатки роликом, обдувки дробью и т. п. химико-термические методы — азотирование, цементация, цианирование термические — поверхностная закалка токами высокой частоты или газовым пламенем. Указанные методы обработки приводят к увеличению прочности поверхностного слоя и созданию в нем значительных сжимающих остаточных напряжений, затрудняющих образование усталостной трещины, а потому влияющих на повышение предела выносливости. [c.608]

Поверхностное пластическое деформирование (обкатку роликом, наклеп дробью) можно применять для повышения усталостной прочности деталей из ковкого и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Серые чугуны не восприимчивы к такому упрочнению из-за почти полного отсутствия пластических свойств. Обкатка роликом при нагрузке 100—120 кгс, числе оборотов 600 в минуту и подаче 0,2 мм/об с последующим нанесением надреза повысила выносливость на 43% ферритного и на 50—60% ферритно-перлитного чугунов. На основе этих данных отливки из ферритно-перлитного чугуна можно рекомендовать подвергать дробеструйной обработке с целью очистки и упрочнения, а отверстия под подшипники в отливках обкатывать роликами [119]. Высокой эффективностью характеризуется накатка галтелей коленчатых валов дизелей, изготовляемых из высокопрочного чугуна и проходящих азотирование в газовой среде при температуре 560—580° С в течение 96 ч. Глубина азотированного слоя при этом составляет 0,7—0,9 мм. Само азотирование повышает усталостную прочность на 25—30%. Двойная накатка (до и после азотирования) позволяет увеличить усталостную прочность на 60— 70%. Остаточные напряжения, полученные при первой накатке, снимаются нагревом при азотировании накатка обеспечивает получение более правильной формы галтели, заглаживает неровности и риски после механической обработки и повышает эффективность последующего азотирования и повторной накатки [120]. [c.100]

Сильфоны изготовленные из трубок с накаткой, имеют по сечению гофра высокие механические свойства металла и более равномерно распределенные напряжения. [c.103]

Повышение прочности стали, уменьшение концентрации напряжений, уменьшение жесткости болта, повышение класса чистоты поверхности резьбы болта, накатка резьбы болта роликами [c.230]

Зубья — Выкрашивание рабочих поверхностей 2 — 241 — Горячая накатка 2 — 239 — Заедание 2 — 242 — Запасы прочности на изгиб 2 — 275 — Износ 2 — 243 — Концентрация напряжений у корня [c.85]

Если крепежные детали — болты, шпильки и гайки — изготовляются холодным деформированием и предназначаются для работы при температуре рабочей среды выше 200°С, то они должны подвергаться отпуску для снятия напряжений. Накатка резьбы не требует последующей термической обработки. [c.82]

Фиг. 75. Влияние накатки роликом на предел выносливости стальных валов без концентрации напряжений при изгибе с вращением / — диаметр образца г/ = 18 ч 1 — d — ЧЬ мм J — d Ьи мм.

Однако изделия из бериллиевых сплавов очень чувствительны к концентрации напряжений и качеству поверхности, поэтому бериллиевые болты требуют тщательной обработки, выполнения резьбы накаткой, использования алюминиевых гаек и т. д. Применение для таких болтов резьбы с пониженной высотой профиля [c.146]

Если термообработку проводить после накатки, накатанная резьба теряет свои преимущества, так как при нагреве происходит снятие полезных остаточных напряжений (табл. 7.3). Таким образом, термообработка болтов с резьбой, изготовленной методом пластической деформации, нецелесообразна. [c.253]

Исследования показали, что образование резьбы накаткой роликами значительно повышает усталостную прочность болтовых соединений. При накатке резьбы, как и при дробеструйной обработке, в верхних слоях металла создается остаточное сжимающее напряжение. [c.128]

Плотность материала штампованной детали выше, чем литой, при рациональной форме детали и организации процесса остывания можно избежать остаточных термических напряжений, приводящих к появлению трещин. Заготовка зубчатого колеса, полученная методом поперечно-винтовой прокатки с накаткой зубьев, не имеет перерезанных окружных волокон в сравнении с зубчатыми колесами, зубья которых получают на зуборезных станках. При литье, штамповке, прокатке формируется структура материала поверхностного слоя детали. От пластического деформирования и быстрого остывания в материале поверхностного слоя создается мелкозернистая структура повышенной твердости, которая предпочтительнее крупнозернистой во многих отношениях. [c.350]

Напряжения первого рода могут быть полезными в тех случаях, когда они повышают предел выносливости и долговечность, например, напряжения сжатия, образующиеся на поверхности деталей после дробеструйного наклепа, накатки роликами или химикотермической обработки. Однако большей частью напряжения первого рода вызывают хрупкое разрушение, трещины, коробление и понижают прочность деталей. Вредное влияние внутренних напряжений первого рода может проявляться спустя некоторое время после их появления, так же как небольшая внешняя нагрузка, приложенная к детали, может вызвать деформацию или поломку, если эта нагрузка суммируется с уже существующими внутренними напряжениями. [c.77]

Повышение предела выносливости созданием остаточных поверхностных напряжений сжатия. Установлено, что предел выносливости образцов и деталей можно значительно повысить путем создания на их поверхности предварительных напряжений сжатия (накатка роликами, наклеп молотком, дробеструйный наклеп). Напряжения сжатия на поверхности деталей создаются также поверхностным упрочнением, например, азотированием, цианированием и цементацией или поверхностной высокочастотной закалкой. Напряжения сжатия можно обнаружить при разрезке деталей и образцов или постепенным удалением внутренних слоев металла и измерением деформации разрезанных частей. [c.78]

При поверхностной высокочастотной закалке необходимо иметь в виду, что выход переходного слоя на рабочую поверхность деталей и образцов образует вредные растягивающие остаточные напряжения и резко снижает предел выносливости деталей. Дробеструйный наклеп и накатка могут эти вредные поверхностные напряжения растяжения перевести в полезные напряжения сжатия. [c.267]

Одними из первых деталей, с которых началось промышленное внедрение высокочастотной поверхностной закалки, были коленчатые валы из стали 45 автомобильных и тракторных двигателей, у которых шейки закаливались на глубину 2—6 мм (фиг. 166, а). Здесь обрыв закаленного слоя и, следовательно, выход следующих аа полезными напряжениями сжатия вредных напряжений растяжения (см. фиг. 165) на поверхность располагается вблизи галтели, т. е. в опасном сечении вала, что очень невыгодно. Гораздо целесообразнее продолжить закаленный слой за галтель и удалить выход остаточных напряжений растяжений от опасного сечения. Путем накатки, чеканки или дробеструйного наклепа можно также прекратить образовавшиеся в опасном сечении остаточные напряжения растяжения в остаточные напряжения сжатия, но это требует дополнительных операций. [c.267]

Наибольший эффект дает комплексное поверхностное упрочнение путем высокочастотной закалки или цементации и наклепа путем обработки дробью или накатки роликами или чеканки. Например, при поверхностной закалке шеек коленчатых валов их подвергают чеканке или накатывают роликами в месте выхода переходного слоя с напряжениями растяжения на поверхность шейки. Шаровые опоры после высокочастотной закалки в месте выхода переходного слоя, где получаются вредные напряжения растяжения, обрабатываются дробью для перевода их в полезные напряжения сжатия. Цементованные зубчатые колеса подвергают окончательной обработке дробеструйному наклепу с целью не только очистки их поверхности от окалины, но и повышения напряжений сжатия на их поверхности до наибольшей величины. При этом остаточный аусте-нит на цементованной и закаленной поверхности шестерни превращается в мартенсит, что сильно увеличивает износостойкость но-верхности. [c.297]

Это явление особенно резко выражено в деталях, изготовленных из высокопрочных легированных стале , чувствительных к концентрации напряжений, и в деталях небольших размеров. В связи с этим конструктивные концентраторы напря>сений таких деталей должны тщательно обрабатываться (шлифоваться, полироваться и т. д.) и, кроме того, упрочняться обкаткой, накаткой, обдувкой дробью и др. На рабочих чертежах деталей записью должно указываться название отделочных и упрочняющих операций и границы применения их. [c.226]

Лля исследования напряженных состояний при больших деформациях - упругих (например, на резиновых образцах) и шастических (на металлических образцах) - применяют метод дели т е л ь-н 1)1 X сеток. Сетки наносит фотосгю-собом или накаткой. По фотои )мснепик) сетки оценивают деформи х)ва)шое и напряженное состояние. 1 методу сеток примыкает метод реплик, при котором сетки наносят царапаньем и получают их отпечатки (реплики) на пластическом материале до и после нагружения. [c.478]

Кщ — эффективный коэффициент концентрации напряжения для углеродистых сталей Ка = 3.0- 4,5 для легированных сталей /Се = = 4,0-4-5,5 Сольшие значения относятся к болтам с rf 24 мм для резьб, изготовляемых накаткой, указанные значения Ко уменьшают на 20—50% Оа — амплитуда цикла. [c.294]

Большое влияние ППД на сопротивление усталости крупных стальных деталей было впервые отмечено при исследованиях поломок железнодорожных осей диаметром 292 мм. Установлено, что развитие обычно появляющихся в процессе эксплуатации усталостных трещин значительно замедляется при накатке под-ступичных частей осей. Так, при напряжении 134 МПа максимальная глубина трещины в подступичной части накатанной оси составила всего десятую часть глубины трещины в ненакле-панной оси при времени (или числе циклов нагружения) в 25 раз большем, чем для ненакатанной (табл. 29). [c.140]

Известен ряд эффективных методов предотвращения фрет-тинг-коррозии. Основными являются так называемое ращю-нальное конструирование, применение различных смазок (масел, обладающих малой вязкостью), использование эластомер-ных прокладок или же материалов с низким коэффициентом трения, а также сопряжение мягкого металла с твердым. В частности, для работы в контакте со сталью можно рекомендовать покрытия из Sn, Ag, РЬ, а также кадмиевое покрытие. Для предотвращения фреттинг-усталости следует избегать конструкций, в которых поверхность соприкосновения деталей совпадает с областью концентрации напряжений. В ряде случаев целесообразно поверхностное упрочнение металла, т, е, обработка на белый слой , дробеструйная обработка или же накатка роликами. [c.55]

Высокая эффективность упрочнения мартенситной стали объясняется развитием дислокаций и перераспределением атомов внедрения углерода в кристаллической решетке. Вследствие неравномерности деформации при накатке в поверхностном слое глубиной 5— 20 мкм могут возникать микротрещины и микронадрывы. Мартенсит-ная сталь, отличающаяся более высокой прочностью, чем стали с сорбитной структурой, меньше склонна к образованию трещин. Чтобы их вызвать, нужно накатку производить при большей силе. Эффект упрочнения сталей с мартенситной структурой был бы еще выше, если бы не малое сопротивление хрупкому разрушению и не повышенная чувствительность к концентраторам напряжений. Связанное с накаткой повышение механических свойств как бы компенсирует недостаток пластичности указанных сталей. [c.99]

Режимы обкатки или другого вида поверхностного упрочнения необходимо выбирать такими, при которых упрочнение не сопровождается брльшим нагревом обрабатываемой поверхности, поскольку остаточные напряжения образуются в результате суммарного воздействия пластической деформации, нагрева и фазовых превращений в металле. Если температура при накатке не превышает 150—180° С, то термопластические деформации не возникают и максимальные напряжения сжатия располагаются у самой поверхности детали. [c.99]

Обкатка роликами и шариками применяется в машиностроении как средство упрочнения валов, осей, пальцев, шпилек, зубчатых колес и других деталей. Накатывают цилиндрические поверхности, галтели, канавки, впадины зубьев и шлицев, торцовые поверхности и резьбы. По эффективности обкатка занимает одно из первых мест среди других методов поверхностного упрочнения. Она позволяет получить слой наклепа 3 мм и более, т. е. значительно больший, чем, например, при дробеструйной обработке. Это особенно важно для деталей больших размеров (глубина наклепа при обкатке подступич-ной части вагонных осей достигает 19 мм). Твердость поверхностных слоев, по сравнению с исходной, повышается на 20—40%, предел выносливости гладких образцов — на 20—30%, а при работе в коррозионной среде в 4 раза. В зонах концентрации напряжений, в местах контакта с напрессованными деталями предел выносливости повышается в 2 раза и более. Срок службы различных валов в результате накатки увеличивается в 1,5—2 раза, осей вагонов — в 25 раз, штоков молотов — в 2,5—4 раза и т. д. Обкатка не только создает наклеп и формирует остаточные напряжения сжатия, но и на 2—3 класса снижает шероховатость поверхности, доводя ее до 8—10-го классов. В связи с этим в ряде случаев.обкатка вытесняет малопроизводительное шлифование. Наряду с непосредственным упрочнением от наклепа, при этом устраняется вредное влияние на прочность деталей концентраторов напряжения, возникающих при шлифовании из-за прижогов. [c.107]

Наибольшее влияние на степень упрочнения при накатке имеет давление ролика или шарика на обрабатываемую поверхность. При накатке шлифованных образцов из стали 40 при давлении 20 кгс/см усталостная прочность повысилась на 15%, а при давлении 40 кгс/мм — на 23%. Максимальное давление при накатывании р = (1,8-ь2,1) стт кгс/мм , где От—предел текучести обрабатываемого Материала. Чрезмерно высокое давление при накатывании, так же как и слишком малая подача и, особенно, увеличение числа проходов могут привести к перенаклепу, шелушению поверхности и снижению напряжений в поверхностном слое. [c.108]

Весьма эффективной является накатка впадин зубьев зубчатых колес и дисков трения. Шестерни модулем 10 мм, изготовленные из стали 40ХНТ и прошедшие закалку с нагревом т. в. ч., накатывают по впадинам твердость повышается с НВ 250 до НВ 340, а предел выносливости— на 40%. Растягивающие напряжения, возникшие при закалке, ликвидируются накаткой. Накаткой, наряду с чеканкой, упрочняют шлицы на валах карьерных экскаваторов 118]. Приспособление для накатки впадин шлицев оснащено двумя роликами (рис. 54). Шлицы упрочняются после закалки с нагревом т. в. ч., накатка впадин производится при усилии 1800 кгс (размер шлицев ДЮ х207х230), чеканка осуществляется пневматическим ударником [c.113]

В условиях производства контроль качества упрочнения накаткой сводится к наблюдению за стабильностью усилия при накатывании. Устройства для накатки часто оснащают самописцами, позволяющими получить объективную картину изменения усилия при обработке каждой детали. Иногда об эффективности упрочнения судят по приросту твердости. Такой контроль, однако, может привести к ошибкам, так как прирост твердости нередко наблюдается и тогда, когда уровень остаточных сжимающих напряжений, больше всего влияющих на повышение усталостной прочности, из-за наступающего перенаклепа начинает снижаться. [c.117]

Разрушение сильфонов выражается обычно в виде трещин в наиболее напряженных и слабых участках сильфоиа. В многослойных сильфонах с накаткой они возникают преимущественно [c.141]

Блок питания представляет собой корпус, в котором смонтирован трансформатор, понижающий напряжение с 220 до 2,5 В для питания лампочки осветителя. Лампочка осветителя может питаться от сухпх гальванических элементов, установленных в крышке блока питания в отверстии, закрытом специальной сферической гайкой с накаткой. Вместе с прибором поставляется шесть запасных элементов. [c.257]

Требование к болтовому материалу в отношении повышения механических свойств, диктуемое условиями нагружения, особенно при переменных и ударных нагрузках, а также при высоких температурах, привело к использованию наряду с мало- и среднеуглеродистыми сталями сталей легированных, обеспечивающих длительную службу резьбового изделия. Одпако основная масса рыночных крепёжных изделий (примерно до М24) обезличенного напряжения изготовляется из мало- и среднеуглеродистых сталей, что диктуется не только чисто экономическими соображениями, но и условиями массовой фабрикации этих изделий. Основные тенденция по линии технологического процесса этой группы изделий сводятся в части заготовительных операций к холодной высадке головок болтов и холодной же штамповке гаек. Роль горячей штамповки из года в год снижается не только на малых и средних размерах, но и на больших, где часто более целесообразным находят замену болтов связями с двумя гайками (болт-шпилька) и механическую обработку гаек из круглой или шестигранной заготовки. В части резьбы метод воспроизведения таковой накаткой является превалирующим, обеспечивая качество изделия в части формы, размера, чистоты поверхности и уплотнения поверхностного слоя. Повышение качества накатанной резьбы при длительных переменных нагружениях отмечены был,1 выше на стр. 188. Использование холодной высадки и накатки резьбы раряду с по- [c.198]

Фиг. 71. Влияние накатки роликом на предел ВЫНОСЛИВОСТИ стальных образцов без концентрации напряжений при изгибе с пращением / — диаметр образца d = S мм 2 — d = 3 — d = Q. нм.

Шлицевые валы, изготовленные методом пластического деформирования, имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с валами, полученными фрезерованием. Как показали наши исследования, зерна в поперечном сечении сильно вытянуты в радиальном направлении (особенно в углу перехода боковой стороны шлица к впадине). Во впадине шлицевого вала глубина наклепанного слоя достигает 1,5—2,1 мм, на боковой стороне наклепанный слой значительно мень-шйй —0,3—0,7 м,м. При накатке шлицев обнаружена значительная неравномерность деформации. В поперечном сечении вала наибольшей деформации металл подвергается в местах перехода боковой стороны шлица к впадине. Неравномерность деформации приводит в свою очередь к неравномерности наклепа и твердости по сечению вала. Увеличение дробности деформации (т. е. увеличение числа проходов накатки) увеличивает глубину наклепанного слоя, а также размельчает зерна, в результате чего увеличивается твердость металла. В местах перехода от шлица к виадине зерна, сильно вытянуты и завихрены. В этих местах возможно появление самых больших напряжении, поэтому после пластической деформации валы следует подвергнуть термообработке. Для снятия остаточных напряжений 1-го рода и сохранения наклепа можно рекомендовать низкотемпературный отжиг. [c.159]

Воздействие на паяемые металлы расплавов припоев зависит от состояния поверхности паяемого металла, наличия на ней загрязнений, окисных пленок, а также от состояния пред-поверхностиых слоев (наличие остаточных напряжений, наклепа, различных дефектов — от субмикроскопических до микроскопических в значительной степени определяет свойства паяного соединения). Если на поверхности паяемого металла имеются пленки с неметаллической связью, то они затрудняют доступ расплава к твердому металлу и ухудшают условия взаимодействия между ними. После механической обработки резанием воздействие расплава усиливается. Если же паяемый металл подвергался полированию или накатке, что приводит к уменьшению поверхностных дефектов, то воздействие расплава снижается. [c.17]

Поверхностный наклеп. Как показали последние исследования, наклеп поверхности для титана болёе эффективен, чем для стали. Если для стали основная польза от наклепа заключается в создании сжил/ающих поверхностных напряжений, то для титановых сплавов имеет еще большее значение повышение прочности и однородности механических свойств поверхностных слоев. Часто поверхностный наклеп титана необходим, чтобы снять неблагоприятное влияние предшествующей поверхностной обработки (шлифование, травление и др.). В настоящее время разработаны самые разнообразные методы механического упрочнения поверхности металлов накатка роликами и шариками, вибродинамиче-ское упрочнение, дробеструй или дробемет, гидропескоструй и галтовка и др. [24, 851. Наибольшее упрочнение и повышение усталостной прочности можно получить накаткой роликами или шариками. В табл. 50 приводятся данные по влиянию обкатки на усталостную прочность сплава ВТЗ-1 [46, 65). [c.180]

Единственные сведения о накатанной резьбе даны Баумгартнером и др. [1266]. Их результаты, представленные на рис. 12-4, показывают, что размер не является параметром, оказывающим значительное влияние на прочность. Большие болты, подвергаемые высоким напряжениям, в большой степени испытывают поддержку со стороны остаточных сжимающих напряжений, вызванных накаткой, вследствие чего аннулируется эффект-влияния размера, [c.322]

К резкой концентрации напряжений приводит контакт поверхности вала с краем сидящей на нем детали. В этом слушае концентрацию напряжений можно уменьшить на 15—25%, если сделать разгружающие выточки пли, фасонные ступицы (рис. 2, а), или на 10—15%, если усилить подступочную часть (рис. 2, б). Выполнение выточек накаткой или выдавливанием снижает концентрацию на 30—40% (рис. 2, ). [c.100]

Несмотря на то, что наклепанные поверхности поддаются более сильному действию внешних активных сред благодаря интенсификации диффузионного проникновения и коррозионного разъедания, наклеп значительно повышает выносливость стали в коррозионно-ак-тивных средах при не очень длительных нагружениях. Одними из первых исследований, освещающих влияние наклепа и остаточных напряжений на коррозионно-усталостную прочность стали, были работы О. Фепля [195, 196], Тума [229, 230] и их сотрудников, которые показали, что поверхностный наклеп, образовавшийся вследствие накатки роликами, повышает выносливость стали в коррозионных средах. [c.134]

Наши исследования [68], а также исследования А. В. Рябченкова [132] показали, что накатка роликами или дробеструйный наклеп могут устранить понижение выносливости при действии коррозионноактивных сред (при базе исследования N = 2-10 циклов), и даже усталостная прочность стальных деталей в этих случаях может оказаться большей, чем усталостная прочность ненаклепанных деталей в воздухе. Это объясняется уплотнением поверхностного слоя и закрытием (завальцовыванием) путей для проникновения активных сред внутрь металлов через дефекты поверхности, а также возникновением при наклепе благоприятно действующих остаточных напряжений сжатия. Повышению выносливости стали в активных средах в результате наклепа поверхности способствует также замазывание дефектов поверхности ферритом, который течет по поверхности стали при ее пластической деформации. [c.134]

На основании исследований В. Т. Степуренко, проведенных в лаборатории Института машиноведения и автоматики АН УССР, которые описаны в работе [57], можно сделать вывод о том, что механическая обработка (токарное точение, шлифование, полирование и накатка роликами), дающая различные чистоту поверхности, величину остаточных напряжений, а также глубину и интенсивность наклепа, не влияет на механические характеристики стали, получаемые при простом одноосном растяжении кратковременно действующими статическими силами. Механические характеристики стали для всех видов механической обработки поверхности оказались в этом случае практически одинаковыми и зависящими только от химического состава и структуры стали. [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...