Приклади різних груп і деяких типів сполучення деталей
|
Група |
Тип сполучення |
|
|
1 |
2 |
|
|
1 |
Конічні гальма і фрикційні муфти |
Диски фрикційних муфт |
|
2 |
Ходовий гвинт-гайка, гальма з жорстким закріпленням колодки |
Вал-підшипник ковзання, гальма з шарнірним кріпленням колодок |
|
3 |
Поршневі кільця – гільза циліндра |
Поступальні направляючі ковзання |
|
4 |
Зубчасте зачеплення, кулачок-штовхач |
Колесо-рейка, роликові направляючі |
|
5 |
Різальний інструмент з жорсткою установкою |
Різальний інструмент з самоустановкою |
6.3. Розрахунки елементів конструкцій з урахуванням корозії
Міцність елемента, ураженого корозією, знижується з наступних основних причин:
- зменшення розмірів розрахункового перерізу деталі;
- зниження границі витривалості матеріалу деталі;
- підвищення концентрації напружень у розрахунковому перерізі.
Перший чинник легко враховується в розрахунках шляхом підстановки фактичних розмірів перерізу з урахуванням корозійного шару.
Зміна фізико-механічних властивостей матеріалів при корозії виявляється у зменшенні границі текучості, тимчасового опору, ударної в'язкості. Зменшується границя витривалості при згинанні і розтягуванні-стисканні. У таблиці 6.9 наводяться відомості про зміну границі витривалості деяких сталей в результаті корозії.
Таблиця 6.9
Зміна границі витривалості матеріалів при корозії
|
Матеріал зразка |
Тимчасовий опір, МПа |
Границя витривалості |
|
|
На повітрі |
У корозійному середовищі |
||
|
Чугун Сталь Сталь Сталь Сталь |
280 550 495 640 875 |
123 378 350 382 445 |
99 203 168 133 98 |
Підвищена концентрація напружень у корозійному шарі виникає в результаті виникнення на дні корозійних порожнин підвищених концентраторів, які є джерелами зародження мікротріщин. При розрахунках це враховується коефіцієнтом концентрації напружень kКОР, який визначається експериментальним шляхом або розраховується за формулою
де kкор – коефіцієнт концентрації, одержаний при випробуванні зразка на повітрі;
КОР – коефіцієнт зниження границі витривалості матеріалу в корозійному середовищі в порівнянні із границею витривалості на повітрі,
Особливим видом руйнування матеріалів, що знаходяться в контакті під навантаженням, є фреттінг-корозія. Фреттінг у загальному випадку означає коливальний відносний рух притиснутих одна до іншої деталей. У результаті корозії на робочих поверхнях утворюються оксиди, вихід яких із зони контакту утруднений. При мікроколивальних процесах оксиди руйнуються, створюючи локальні згустки. Об'єм згустка оксиду більше первинного об'єму металу, тому в місцях посадок утворюється додатковий внутрішній тиск, який в результаті фреттінга сприяє руйнуванню матеріалу. Таке руйнування найчастіше виявляється у вигляді локальних виразкових поглиблень, щільно заповнених продуктами окислення. Спостерігається фреттінг-корозія у пресових посадках, у шліцьових, болтових і заклепувальних з'єднаннях. Пошкодження характерне також для сталевих дротяних канатів, зрівняльних блоків й ін.
У результаті дії фреттінг-корозії знижується несуча здатність розрахункового перетину, підвищується коефіцієнт концентрації напружень. Для зниження впливу концентрації напружень застосовують різні конструктивні рішення, приклади яких наведені на рисунку 6.11.
Рис. 6.11. Конструктивні вирішення посадочних місць втулки на валі за умови зниження концентраторів напружень
Як зазначалось вище, існує ціла низка методів вимірювання корозії. Сюди відносяться такі методи, як: ультразвуковий з вимірюванням товщини непошкодженого металу, радіографічний, метод вихрових струмів, а також спектрографічний, коли на спектр чистого металу накладають спектр металу з окислами, метод електричного опору, коли реєструють зміну омічного опору зразка з корозією, контрольних отворів і зондів, коли шар корозії контролюють в окремих спеціальних отворах або зондами.
РОЗДІЛ 7
ВИКОНАННЯ РОБІТ ПРИ ТЕХНІЧНОМУ ОБСЛУГОВУВАННІ
І РЕМОНТАХ КРАНІВ