Способ обработки деталей машин Советский патент 1987 года по МПК C21D1/78 

1

1310437

Ш

Изобретение относится к способам обработки стальных изделий, преиму-- щественно деталей машин с концентраторами напряжений.

Цель изобретения - повьшение дол- i говечности.

На чертеже показан сварной картер ведущего моста транспортного средства, общий вид.

Картер имеет верхнкяо 1 и нижнюю 2 пустотелые балки, сваренные продоль- ным швом 3, в которые кольцевыми швами 4 ввариваются кольца 5 (заднее кольцо не показано). Картер имеет продол1 ную 6i и поперечную 7 ось сим-} метрии. На концы балок 1 и 2 приварены при помощи швов 8 рукава 9.

Все сварные швы - односторонние и в силу своей природы являются концентраторами напряжений.

На выступающей верхней части балки 1 в месте пересечения ее наружного контура с поперечной осью 7 находится условная точка 10, к которой

верхнюю балку 1 картера в усл точке 10. Величина нагрузки о ляется исходя из разности нап в зоне кольцевого шва й& 6„«„

ЧТ

составляет ,кс г

Под нагрузкой в кольцевом расположенном на нижней балке никают рабочие напряжения рав

При сохранении деформирова состояния проводится местная обработка кольцевого шва 4 на балке 2. За счет рекристаллиз ных процессов напряжения дб в термообработки уменьшаются до

После охлаждения нагрузку За счет упруго деформированны картера, стремящихся вернутьс деформированное состояние, в термообработки кольцевого шва 20 никают сжимающие напряжения в ветствии с геометрической фор чений шва равные по величине тивоположные по знаку тем нап ниям (растягивающим), которые

при изготовлении картера прикладьша- 25 вовали до нагрева, т.е. -ли.

ется технологическая нагрузка, а на нижней части картера - на поверхности рукавов 9 находятся условные точки II, равноудаленные от условной точки 10, на которые опирае;гся картер при изготовлении.

Пример. Под действием рабочей нагрузки в эксплуатации картер подвергается изгибу относительно продольной оси симметрии 6 так, что верхняя балка 1 сжимается, а нижняя 2 растягивается. Растягиваюш е напряжения действуют в кольцевом шве 4 на нижней балке 2, вызывая появление здесь усталостных трещин, которые, зарождаясь на кольцевом шве вблизи продольной оси 6 и распространяясь вдоль кольцевого шва 4 на нижней балке 2, вызывают разрушение картера в целом.

Рабочая нагрузка, вызывающая появление в месте разрушения кольцевого сварного шва напряжений сос35

После разгрузки верхняя балка 1 частично сжата, нижняя балка 2 частично растянута. За счет дополнительного нагружения балок (элементов,

30 не лимитирующих долговечность) достигнуто наведение предварительных напряжений сжатия в зоне кольцевого шва (элемента, лимитирующего долговечность) .

При эксплуатации картера в кольцевом шве действуют рабочие растягивающие напряжения, уменьшенные на величину предварительных напряжений сжатия . Причем величина рабочих напря40 жений не превьш1ает предела выносли- вости материала сварного шва и поэтому не вызывает повреждения.

Результаты испытаний по известному и предложенному способу приведены

45 в таблице.

Форму л а изобретения

тавляла Р.

маис

а рабочая нагрузка,

Способ обработки деталей машин, включающий приложение нагрузки, местсоответствующая безопасному значению .JQ ный нагрев ТВЧ в нагруженном состоя- напряжения - пределу выносливости 6.j, нии, охлаждение и снятие нагрузки.

составляла Р«

отличающийся тем, что, с

Способ термической обработки кар-целью повьшхения долговечности, натера заключается в следующем.грузку прикладывают совпадающей по

После сварки картер устанавливает- направлению с рабочей и величиной,

ся на шарнирные опоры в условных точ-создающей напряжения в детали не мекак 11 рукавов 9 и упруго деформиру-нее разности максимального разрушаюется путем приложения нагрузки иден-щего напряжения и предела выносливостичной по направлению рабочей нати материала детали.

верхнюю балку 1 картера в условной точке 10. Величина нагрузки определяется исходя из разности напряжений в зоне кольцевого шва й& 6„«„,, -(Ьл и

4.

составляет ,кс г

Под нагрузкой в кольцевом шве 4, расположенном на нижней балке 2, возникают рабочие напряжения равные л6.

При сохранении деформированного состояния проводится местная термообработка кольцевого шва 4 на нижней балке 2. За счет рекристаллизацион- ных процессов напряжения дб в зонах термообработки уменьшаются до нуля.

После охлаждения нагрузку снимают. За счет упруго деформированных балок картера, стремящихся вернуться в недеформированное состояние, в зоне термообработки кольцевого шва 4 воз- 0 никают сжимающие напряжения в соответствии с геометрической формой сечений шва равные по величине, но противоположные по знаку тем напряжениям (растягивающим), которые дейст5 вовали до нагрева, т.е. -ли.

35

После разгрузки верхняя балка 1 частично сжата, нижняя балка 2 частично растянута. За счет дополнительного нагружения балок (элементов,

30 не лимитирующих долговечность) достигнуто наведение предварительных напряжений сжатия в зоне кольцевого шва (элемента, лимитирующего долговечность) .

При эксплуатации картера в кольцевом шве действуют рабочие растягивающие напряжения, уменьшенные на величину предварительных напряжений сжатия . Причем величина рабочих напря40 жений не превьш1ает предела выносли- вости материала сварного шва и поэтому не вызывает повреждения.

Результаты испытаний по известному и предложенному способу приведены

45 в таблице.

Форму л а изобретения

отличающийся тем, что, с

(

-

:о

,0 ЧГ

,о

CVJ

О X

о о и

ГИЛ

11/ ,/

в 6

11

Изобретение относится к области обработки стальных изделий, преимущественно деталей машин с концентраторами напряжений. Цель изобретения повьш1ение долговечности. Сущность изобретения заключается в том, что в зонах концентрации напряжений деталей машин прикладьшают нагрузку с созданием растягивающих напряжений величиной не менее разности максимальных разрушающих напряжений и предела выносливости материала, причем нагрузку прикладывают совпадающий по направлению с рабочей нагрузкой. При эксплуатации детали машин в концентраторе напряжений действуют рабочие растягивающие напряжения, уменьшенные на величину предварительных напряжений сжатия, причем величина рабочих напряжений не превьш1ает пре- . S дела выносливости материала детали и i поз тому не вызывает повреждений. 1СЛ I ил., 1 табл. СдЭ