Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
12. Механические свойства материала испытанных коленчатых калов [5J
Оеоия налог Ма тер на л «4 .о |- с -X 94 ч * * чз р і •S г 1 -О X "б
Неупрочненные . . Упрочненные обкаткой роликами . . Неупрочненные . . Упрочненные обкаткой роликами , , Неупрочненные и упрочненные обкаткой роликами .... Неупрочненные Неупрочненные и упрочненные обкаткой роликами .... * Ударная кязкосп надреза, для стальных- Высокопрочный перлитный чугун То же Высокопрочный феррит-ный чугун То же Сталь марки 45 Серый чугун СЧ 21-40 Серый чугун СЧ 12-28 ь чугуна опредсл -сечением 10x10 мх 58,6 63,2 53.5 44,3 74,0 23.0 10,5 ялась н а со ста 1.2 1,0 7,2 13,0 19,6 а образ пдаргн) 7,8 13.4 43,4 цах сеч ш надр 1.1 0,6 2,4 9.1 4.6 0,85 І снием 1 саом. 25.5 22.5 22.5 19.5 30,5 10.5 4.5 ОхЮ мл 247 272 192 163 193 179 118 і без
КО*1Ш1ЧАТЫЕ ВАЛЫ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА
273
В связи с разработкой процесса получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом изготовление коленчатых валов из этого материала находит псе более широкое применение. В табл. 12 приведены сравнительные данные механических свойств материала коленчатых валов, подвергшихся испытанию [5] В табл. 13 приведены прочностные свойства самих валов.
Число циклов Числ0 иикА08
Фиг. 12. Кривые усталости коленчатых валов при их испытании при переменном изгибе но симметричному циклу: / — перлитный чугун с шаровидным графитом: 2 —• ферритный ч\тун с шаровидным графитом; 3 — сталь марки 45; 4 — чугун марки СЧ 12-28; 5 — чугун марки СЧ 21-40; а — неупрочненные коленчатые валы; б — после обкатки галтелей роликом.
Фиг. 13. Эскиз образцов литого чугунного коленчатого вала.
На фиг. 12 приведены кривые усталости коленчатых валов, изготовленных из материалов, указанных в табл. 12. Чертеж испытанных валов приведен на фиг. 13. Из приведенных на фиг, 12 данных явствует, что наибольшей выносливостью отличаются коленчатые валы из ферритиого чугуна с шаровидным графитом как без обкатки
18 Справочник, т. 3 312
274 отливки йз высокопрочного чугуна
13. Отношение для коленчатых валов из чугуна и стали [5]
Ма гери ал в кГ/мм* образца °т в кГ/мм* вала °-і в кГ/мм* вала 3 ви вала
Серый чугун ............ Высокопрочный ферритный чугун . . Высокопрочный перлитный чугун . . Сталь марки 45.......\ . . . 10.5 44,0 58,6 74,0 27,9 83,0 62.1 156,4 3.5 12,4 11.8 12,2 0,12 0,15 0.19 0.08
галтелей, так особенно после упрочнения галтелей обкаткой. Обкатка галтелей роли-камиоказалась наиболее эффективной для валов из чугуна (повышение выносливости на 65—94%), в том числе и с пластинчатым графитом, в то время как упрочняющий эффект обкатки стальных валов оказался равным всего 44%.
Больший эффект обкатки роликами галтелей валов из чугуна объясняется тем, что благодаря нерапнопрочности чугуна при растяжении и сжатии* ^увеличением среднего сжимающего напряжения предельная амплитуда переменного напряжения сильно возрастает. В галтелях валов при их обкатке возникают остаточные сжимающие напряжения, которые преобразуют симметричный цикл напряжений в наиболее напряженной зоне вала в асимметричный с преобладанием сжимающих напряжений.
Поверхностная закалка шеек коленчатых валов не улучшает их усталостной прочности, так как галтели остаются незакалениыми. Обкатка роликом галтелей валов с закаленной шейкой приводит практически к такому же повышению их выносливости, как в случае незакалениых валов (фиг. 14).
Число циклов Число цик/гоВ
Фнг.14. Кривые усталости коленчатых валов из ферритного чугуна с шаровидным графитом (/) и стали марки 45 ($); а — без поверхностной обработки; б — с поверхностной закаленной шейкой; е — с обкатанными роликом галтелями; г — с поверхностно закаленной шейкой и обкатанными роликом галтелями..'
Поверхностная закалка и наклеп шеек валов приводят к некоторой их поводке, устранение которой может успешно производиться методом местного наклепа щек! разработанного инж. Г. С. Самойловичем.
Высокие конструкциоипо-прочностные свойства чугуна с шаровидным графитом в качестве материала для коленчатых валов вытекают также из пониженной его
* См. гл. I
КОЛГИЧАТЫЁ ВАЛЫ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА
275
14. Эффективные коэффициенты концентрации для образцов с различными
видами надрезов [5]
Материал образцов • Эффект в н ые коэффн пиеп ты концентрации образцов
гладких с васвер-ловкой с буртом с засверленным буртом
Высокопрочный перлитный чугун . . Высокопрочный ферритный чугун . . Серый чугун марки СЧ 21-40 . . . . 1.24 1,16 1.42 1.13 1,48 1,34 1,57 1.24 1,64 | 1,44 1,98 1,40 -1
чувствительности к концентрации напряжений (например, в месте перехода от шейки к щеке, у отверстий масляных каналов) Из табл 14, в которой приведены данные испытания образцов, вырезанных из коленчатых валов, видно, что чувствительность концентрации напряжений у высокопрочного ферритного чугуна с шаровидным! графитом примерно такая же, как у серого чугуна с пластинчатым графитом,' 1. «•. весьма низкая. \
Значительное преимущество чугунных коленчатых валов перед стальными включается в меньшей чувствительности к несоосности опор вследствие пониженного модуля упругости чугуна: при
