Выбор способов повышения долговечности деталей машин

Выбор способов повышения долговечности деталей машин

Каждый класс деталей должен отвечать определенным условиям работы. Исходя из этих условий, они, как правило, имеют определенные виды повреждений, для предотвращения которых применяют различные технологические методы, приведенные выше. Ниже в табл. 9.23 приведены экономически вытодные способы повышения долговечности ряда деталей.

9.22. Применение и режимы газовой металлизации

Область применения покрытия	Распыляемый материал	Расстояние до напыляемой поверхности, мм	Пламя	Давление сжатого воздуха*	Примечание
ручными аппаратами	ручными аппаратами
Защита от коррозии	Алюминий, цинк и сплавы алюминия	80... 150	150... 250	Слегка восстановительное или нейтральное	Высокое	Для коррозионно-стойкой стали нейтральное пламя
Металлизация: валов для подвижных посадок валов для неподвижных посадок двухслойных подшипников скольжения для уплотнения стальных деталей деталей из дерева, картона, материи, стекла, фарфора, пластмасс для заделки раковин в сером чугуне для заделки	Сталь 0,5 - 1 % С Сталь 0,2 - 1 % С Бронза и сплавы алюминия Сталь 0,6 - 1 %С Алюминий, цинк, олово Сталь Сталь	180...200 120... 150 100... 150 200... 220 280... 350 100…150 100... 150	250...300 200... 250 180...250 300... 350 400... 500 200…250	Нейтральное Нейтральное или окислительное Нейтральное Нейтральное или окислительное	Среднее до высокого Низкое до высокого Среднее Высокое Низкое до высокого	Для бронзы слегка окислительное пламя, для сплавов слегка, восстановительное пламя Избегать термических напряжений, для чего прерывать металлизацию полых деталей Учитывать длину факела пламени; стекло подогревать, полые фарфоровые детали охлаждать Для чугунных деталей, чувствительных к напряжениям, большее расстояние при распылении
Нанесение слоя молибдена	Молибден	80... 130	200... 300	10%-ное окис- лительное	Низкое	-
* Высокое - выше 0,3... 0,4 МПа, низкое - ниже 0,3 МПа.

Наименование детали	Характер работы	Основной вид повреждения при эксплуатации	Способ повышения долговечности

Болты и шпильки резьбовых соединений, собираемых с предварительной затяжкой и нагружаемых силами, вызывающими переменные напряжения	Статические напряжения от предварительной затяжки и переменные напряжения от изменяющихся во время работы нагрузок	Усталостные изломы, деформации	Повышение прочности стали, уменьшение концентрации напряжений, уменьшение жесткости болта, уменьшение высотных параметров шероховатости поверхности резьбы болта, накатка резьбы болта и шпильки роликами
Гайки и крепежные отверстия под болты и шпильки в корпусных деталях	То же	Срез резьбы и самоотвинчивание	Раскатывание резьб и создание гладкорезьбовых соединений
Колеса зубчатых передач	Изгиб зубьев, деформирование контактного сжатия и сдвига рабочих поверхностей зубьев, трение и удары торцов зубьев зубчатых колес коробок передач при включении скорости	Излом зуба (усталостный или из-за кратковременной перегрузки), осповидное выкрашивание, изнашивание или пластическое деформирование рабочих поверхностей зубьев, торцовое изнашивание зубьев зубчатых колес коробок передач, заедание зубьев	Корригирование, улучшение, сплошная или поверхностная закалка зубьев, цементация, азотирование, нигроцемента- ция рабочих поверхностей зубьев (стальных зубчатых колес), накатывание, электромеханическая обработка
Червях и червячное колесо червячной передачи	Скольжение витков червяка по рабочим поверхностям зубьев червячного колеса, нзгиб зубьев червячного колеса	Заедание, изнашивание рабочих поверхностей, пластическое деформирование и излом зубьев червячного колеса	Корригирование зубьев червячного колеса, уменьшение шероховатости, закалка или цементация рабочих поверхностей витков червяка, накатывание, электромеханическая обработка
Звездочки цепных передач	Удары и трение рабочих поверхностей звездочек об элементы цепи	Изнашивание рабочих поверхностей зубьев	Проектирование звездочек с вогнутым профилем зубьев, уменьшение шероховатости, закалка или цементация рабочих поверхностей зубьев, накатывание
Валы и оси	Деформация изгиба и кручения, трение скольжения между цапфой и опорой	Усталостные изломы, изломы, изнашивание и задиры цапф, заедание	Уменьшение влияния концентраторов напряжений (увеличение радиусов галтелей, исполнение шпоночных канавок с плавным выходом и т.п.), шлифование цапф (тяжелонагруженных валов по всей длине), поверхностный наклеп переходных поверхностей, поверхностная закалка, азотирование, накатывание, вибронакатывание
Опоры скольжения (подшипники и подпятники)	Трение скольжения между цалфой и опорой	Изнашивание, заедание, усталостные разрушения поверхности трения	Обеспечение условий жидкостного трения, увеличение жесткости опоры, высокая точность изготовления и малые значения высотных параметров шероховатости рабочей поверхности цапфы, нанесение на поверхности опор специальных покрытий для улучшения приработки, виброраскатывание, создание избира- - тельного переноса
Подшипник качения	Качение шариков (или роликов) по наружному и внутреннему кольцам	Излом кольца, разрушение тел качения, изнашивание тел качения и рабочих поверхностей колец, усталостное выкрашивание (осповидное изнашивание) рабочих поверхностей элементов подшипника, заедание деталей подшипника	Обеспечение податливости корпуса в нагруженной части подшипника, раскатывание шариком, алмазное выглаживание
Гильза цилиндра поршневого двигателя внутреннего сгорания	Механические нагрузки от переменного давления газов, тепловое и коррозионное воздействие газов, трение о поршневые кольца и поршень, коррозионное воздействие охлаждающей жидкости	Изнашивание внутренней поверхности (зеркала), появление рисок, задиров, овальность в результате изнашивания при неравномерном давлении поршия, трещины, коррозия наружной поверхности гильз и кавитационное разрушение	Поверхностная (или объемная закалка) и отпуск; покрытие внутренней поверхности тонким слоем пористого хрома или азотирование внутренней поверхности для улучшения прирабатываемости, виброраскатывание, трибоггехнология. Ос- винцовывание, оцинковывание лаком наружной поверхности, омываемой водой (для предохранения от коррозии)
Поршень двигателя внутреннего сгорания	Механические нагрузки от переменного давления газов и инерционных сил возвратно-поступательного движения поршня, тепловое воздействие газов на днише, трение боковой поверхности о зеркало гильзы	Изнашивание цилиндрической поверхности, изнашивание и пластическое деформирование кольцевых канавок, изнашивание отверстий в бобышках, прогар головки	Покрытие боковой поверхности легкоплавкими металлами (свинцом ияи оловом), фосфатирование, травление кислотой, сульфидирование, закалка с последующим старением поршней из алюминиевого сплава
Диски борон и лущильников	Абразивное воздействие почвы, силовые воздействия препятствий	Затупление лезвия в результате изнашивания, разработка квадратных отверстий	Закалка и отпуск до твердости НВ 321... 415, плакирование лезвия износостойкими материалами
Лапы культиваторов	Абразивное воздействие и давление почвы	Затупление режущей кромки лезвия в результате изнашивания	Закалка и отпуск лезвия, наплавка на лезвие твердого сплава
Лопасти рабочего колеса гидротурбины	Кавитационное и коррозионное действие среды, изгиб, действие пульсирующего потока, вызывающего вибрацию	Кавитационное разрушение поверхности детали	Применение материалов или облицовок, стойких против кавитационного разрушения
Пальцы звеньев гусениц гусеничного трактора	Трение без смазочного материала при высоких давлениях и ударных нагрузках при наличии абразивного материала и влаги	Изнашивание в местах трения о проушины (или втулки звеньев гусениц)	Закалка поверхности при нагреве ТВЧ, борирование
Втулки звеньев гусениц гусеничного трактора	То же	Изнашивание в местах трения о палец	Цементация с последующей закалкой и отпуском, дорнование
Лемехи плугов	Давление пласта почвы, воздействие абразивной среды	Затупление режущей кромки, затупление носка, образование фаски с тыльной стороны лезвия в результате изнашивания	Закалка с последующим отпуском лезвия, наплавка на лезвие твердого сплава (сормайта)
Отвалы плугов	Давление пласта почвы, воздействие абразивной среды	Поломка крыла и его изнашивание в месте схода пласта почвы	Цементация и последующая закалка с самоотпуском
Зубчатые колеса коробки передач трактора	Удары торцов зубьев при включении передачи, изгиб зубьев, контактное сжатие и сдвиг объемов металла, прилежащих к эвольвеит- ным поверхностям	Торцовое изнашивание зубьев, поломка зубьев, изнашивание эвольвентных поверхностей зубьев	Изготовление шестерен с наиболее рациональной (бочкообразной) формой торцов зубьев; цементация или нитроцементация рабочих поверхностей зубьев с последующими закалкой и отпуском
Звенья гусениц гусеничных тракторов	Контактные нагрузки, трение качения с проскальзыванием о беговую дорожку и боковые поверхности опорных катков, наличие абразивного материала и влаги в зоне трения	Изнашивание проушин, изнашивание цевок в месте зацепления с ведущим колесом, изнашивание беговой дорожки, усталостные разрушения	Закалка и отпуск, нормализация или закалка в электролите беговых дорожек, наплавка почвозацепа вольфрамовым чугуном
Коленчатый вал	Периодические нагрузки от давления газов и сия инерции движущихся масс, вызывающие переменные напряжения в элементах вала; трение шеек о заливку вкладышей подшипников	Уменьшение диаметра, овальность и конусность шеек в результате изнашивания, прогиб или усталостный излом в результате несоосности или большого износа коренных подшипников	Создание овальной формы, поверхностная закалка, азотирование, полирование коренных и шатунных шеек для повышения износостойкости, накатка роликами или обдувка дробью переходных поверхностей (для увеличения выносливости)
Клапаны двигателя внутреннего сгорания	Динамические нагрузки от переменного давления газов и сил упругости пружины; омывание головок выпускных клапанов горячими газами, движущимися с большими скоростями	Изнашивание и пригорание фаски тарелки клапана, изнашивание стержня, деформирование	Заполнение внутренней полости головки пустотелого выпускного клапана на 50 - 60 % металлическим натрием (для охлаждения клапана); наплавка фаски и головки выпускного клапана со стороны цилиндра твердым сплавом ВКЗ или сормайтом (для повышенил износостойкости и коррозионной стойкости); объемная закалка и отпуск
Поршневое кольцо двигателя внутреннего сгорания	Нагрев от соприкосновения с горячими газами; трение о внутреннюю поверхность гильзы при возвратно- поступательном движении	Изнашивание по наружной цилиндрической и торцовой поверхностям, снижение упругости, пригоранне	Оптимизация формы, пористое хромирование одного или двух верхних компрессионных колец; электролитическое лужение или фосфатирование колец (для улучшения прирабатываемости и повышения коррозионной стойкости)
Вкладыш шатунных и коренных подшипников коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания	Переменные по значению давления газов и давления от сил инерции поступательно движущихся и вращающихся масс	Изнашивание, усталостное выкрашивание или подплавление заливки	Оптимизация формы, покрытие рабочей поверхности оловом или припоем ПОС-18, виброраскатывание
Лопатки газовых турбин	Растяжение, изгиб и кручение профильной части и хвостовика под действием центробежных сия и давления газового потока; переменное напряжение от вибрационных нагрузок, термические напряжения, коррозионное и эрозионное действие газовой среды	Разрушение по профильной части пера или елочному профилю хвостовика, вызванное действием статических и переменных напряжений от термической усталости	Полирование профиля пера лопатки (ко- рытв, спинки, кромок и радиусов); обкатка роликом, наклепывание легкими ударами поверхностного слоя хвостовика; алитирование или эмалирование поверхностных слоев для защиты от коррозии
Зубья ковшей экскаваторов	Трение об абразивные частицы грунта, динамические нагрузки при ударах о грунт	Затупление режущей кромки в результате изнашивания	Закалка, наплавка твердого сплава (сор- майта)