CC BY
52
УДК 629.12.004.67
Н. В. Куличкин, Ю. В. Чеботарёв*, С. С. Уксусов
Астраханский государственный технический университет Астраханский тепловозоремонтный завод
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОБРАЗЦЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ПРАВКИ МЕТОДОМ РЕЛАКСАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ СУДОВЫХ ВАЛОВ НА ИЗГИБНУЮ ВЫНОСЛИВОСТЬ
Во время эксплуатации валы с прямолинейной осью, такие как гребные и промежуточные валы, баллеры рулей, являющиеся ответственными элементами судовой энергетической установки, подвергаются различного рода нагрузкам и приобретают остаточные деформации в виде искривления оси. Значения величины остаточной деформации часто превышают допустимые нормы, при которых дальнейшая эксплуатация данных деталей невозможна. Устранение прогибов валов осуществляют правкой.
В настоящее время существует несколько способов выправления осей валов методами пластической деформации. Термомеханическая правка методом релаксации напряжений - наиболее универсальный способ правки для валов ответственного назначения с точки зрения обеспечения надежности и долговечности после ремонта [1].
Для отработки технологии и изучения влияния термомеханической правки методом релаксации напряжений на изгибную выносливость используются экспериментальные образцы. Конструкция и форма образцов разработаны с учётом следующих соображений.
Валы, входящие в состав валопровода, в условиях эксплуатации испытывают сложное напряженное состояние в результате воздействия переменных напряжений от кручения, растяжения-сжатия и изгиба.
Как известно, основной характеристикой, обеспечивающей надежность валов при эксплуатации, является изгибная усталостная прочность. В связи с этим будут исследованы усталостные характеристики образцов после правки. Схема нагружения образцов выбрана такой, чтобы воспроизвести напряженное состояние, характерное для эксплуатационных условий валов, а также воспроизвести в образце излом эксплуатационного вида. Схемой нагружения, адекватной условиям нагружения валов, является поперечный изгиб при вращении образца. Конструкция и размеры образцов, исходя из схемы нагружения, выбраны по рекомендациям ГОСТ 25.505-79. Образцы имеют цилиндрическую форму, а рабочая часть -круглое сечение. Чертеж образца представлен на рисунке. Для локализации места излома использована полукруглая выточка [2]. Задняя часть образца представляет собой конусный хвостовик, который предназначен для установки образца в конусный захват испытательной машины для усталостных испытаний. В передней части образца имеется шейка для установки и фиксации подшипникового узла, который связан с нагрузочным устрой-
ством экспериментальной установки, служащим для создания заданной нагрузки.
Экспериментальный образец
Исходными заготовками является прокат круглый сталь 35 по ГОСТ 1050-88. Поковки изготовлены в соответствии с ГОСТ 8536-79 (Заготовки судовых валов и баллеров рулей). Механические свойства поковок соответствуют КМ 28, IV группа.
Обработку выточек проводили на станке с числовым программным управлением 16К20Ф3С32. Обработка на этом станке позволила исключить субъективные ошибки при получении заданной точности формы и размеров круговой выточки образцов. Токарная обработка осуществлялась в центрах. Обработка выточки проводилась токарным резьбовым резцом с пластинкой из твердого сплава Т15К6. Черновая и чистовая обработка производилась при обильном охлаждении, которое исключало сильный нагрев образца.
Экспериментальные образцы позволят отработать технологию термомеханической правки методом релаксации напряжений, а именно оценить режимы и оптимизировать процесс правки, а также оценить влияние правки на предел выносливости материала валов.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Куличкин Н. В., Мамонтов В. А. Способы правки деформированных судовых валов // Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин (2002, октябрь): Материалы науч. конф. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2002.
2. Школьник Л. М. Методика усталостных испытаний: Справ. - М.: Металлургия, 1975.
Получено 24.02.05
TESTED SAMPLES DETERMINING THE INFLUENCE OF THERMOMECHANICAL CORRECTION BY MEANS OF RELAXING TENSION OF MARINE SHAFTS ON BENDING ENDURANCE
N. V. Kulichkin, Yu. V. Chebotarev, S. S. Uksusov
In the article there is given the construction of round samples for working out techniques of thermomechanical correction by means of relaxing tensions; also there have been determined fatigue characteristics of shaft material after correction. There have been described techniques of production of tested samples.
