Видеокурс по SIMATIC STEP 7


Влияние качества поверхности на усталостную прочность сталей

Влияние качества поверхности на усталостную прочность сталей
Значительно влияет на повышение усталостной прочности уменьшение шероховатости поверхности в местах концентрации напряжений. Предел выносливости валов из термообработанной стали 40ХНМА с твердостью Нв = 3200 МПа, имеющих поперечное отверстие диаметром 5 мм, был повышен на 30% благодаря замене грубого сверления отверстия его тщательной зачисткой наждачной шкуркой [54].

Как известно, при каждом методе и режиме механической обработки получаются закономерные микронеровности в продольном и поперечном направлениях, характеризуемые высотами неровностей RZ, причем имеют место случайные отклонения (Нсл) от закономерных высот микронеровностей, характеризуемых величинами Нmax.

Концентрация напряжений у дна закономерных для данного вида механической обработки впадин (рисок), по данным Д. А. Драйгора [20], оказывает меньшее влияние на выносливость стали, чем концентрация напряжений около случайных концентраторов (микротрещин, царапин, рваных мест и т. п.), также вызванных обработкой поверхности. При исследовании большого количества образцов различной шероховатости Д. А. Драйгор выяснил, что Нсл могут превысить Rmax в 2-2,5 раза, причем подавляющее большинство поломок от усталости происходит около мест случайных отклонений в микрогеометрии. Влияние этих отклонений увеличивается с уменьшением шероховатости. На этом основании было сделано заключение, что основное влияние микрогеометрии на выносливость оказывают Нсл[20, 25].

Большое значение для прочности и выносливости имеет технологическая наследственность. Как показали исследования, черновая обточка шеек валов, задающая заготовку с наличием волнистости поверхности вследствие вибрации станка, явилась причиной возникновения трещин в шлифованных шейках закаленных коленчатых валов [36]. Аналогичное положение наблюдалось при изучении влияния черновых операций на разрушение колец роликовых подшипников. В этом случае, несмотря на тщательность отделки поверхности при окончательных технологических операциях, волнистость поверхности, появившаяся на заготовке при черновой обработке, явилась причиной появления структурных концентраторов напряжений и в дальнейшем — разрушения.

С. В. Серенсен [53] и многие другие исследователи, анализируя влияние качества поверхности на усталостную прочность сталей, обращают особое внимание на способы механической обработки поверхности исследуемых деталей. Зависимости на рисунке 2.8 показывают, что при обработке деталей методами, дающими более грубую поверхность (фрезерование, обточка), усталостная прочность деталей существенно снижается.



Новая стадия развития технологии машинстроения

Непрерывное развитие производства машин предъявляет новые, более высокие требования к технологии машиностроения...

Шероховатость поверхности — это совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности...

Недостаточная износостойкость деталей машин в значительной мере ограничивает производительность машинного парка...