Технологические и конструктивные способы повышения надежности.

1. Технологические способы повышения надежности.

1. Создание материалов высокой износостойкости. Такими материалами являются: металлокерамические материалы, порошковые, стружковые, и др.

2. Термический способ.

- снятие усталости. Для того чтобы снизить усталость металла необходимо нагреть деталь до температуры 450-6500С, выдержать при этой температуре 1-1.5 часа и медленно вместе с печью остудить её до комнатной температуры. В результате обработки происходит снятие напряжений, материал становится мягкий, пластичный, а для того чтобы придать ему эксплуатационные свойства его необходимо закалить (нагреть до 850-9000С и резко остудить в воде).

- снятие старения. Для того чтобы снизить степень старения деталь нагревают до температуры 830-8500С, в этом случае происходит перекристаллизация.

3. Конструктивные способы повышения надежности

- снижения или ликвидация концентраторов напряжения. Концентратами напряжения могут быть раковины, поры в металле, отверстия, острые или прямые углы, грубая шероховатость поверхности, конструктивные переходы от большего к меньшему диаметру.

 

- Для того чтобы снизить напряжение в углах используются галтели. Для того чтобы остановить дальнейшее развитие трещины в её кончике необходимо просверлить отверстие, тем самым создав микрогалтель.

- При изготовлении деталей в процессе ремонта машин необходимо чтобы поверхность деталей была полированной (убрать шероховатость). Из глубоких микроподрезов начинают развиваться микротрещины.

- При изготовлении ремонтных деталей необходимо избегать излишних проточек и подрезов.

- Переходы в деталях необходимо выполнять с галтелями и избегать прямых, острых и других углов.

Способы повышения прочности и надежности детали.

Уголок позволяет воспринимать нагрузку во взаимно перпендикулярных направлениях благодаря существованию в этих направлениях рёбер жесткости. Тавровые балки и швеллерные применяются в том случае, если конструкция испытывает вертикальные и горизонтальные нагрузки. В том случае если необходимо увеличить площадь опоры конструкции используется двутавр. Разновидностью двутавра является рельс.

Для повышения прочности и жесткости листовых конструкций выштамповываются ребра жесткости

Технологические способы повышения надежности.

Наклеп (накатка), наготовка.

В результате поверхностного наклепа (накатки) происходит уплотнение поверхностного слоя на глубину от 1 до 2 мм, при этом внутренняя часть детали остается мягкой и пластичной, что позволяет ей принимать изгибающие усилия, не разрушаясь. При этом поверхностный слой будет иметь повышенную износостойкость. По этой технологии обрабатывается большинство валов. После накатки с целью устранения шероховатости деталь шлифуется. Для повышения поверхностной прочности и твердости деталей неправильной формы используется пескоструйная, дробеструйная обработка. Пескоструйная обработка используется для упрочнения поверхности деталей неправильной формы. Для этого используется пескоструйный пистолет в который сверху в воронку засыпается чистый мытый кварцевый песок, а снизу по шлангу подается сжатый воздух. Струя сжатого воздуха захватывает песок и с силой направляет его на обрабатываемую поверхность. В результате многочисленных микроударов происходит постепенное уплотнение и упрочнение поверхностного слоя. При этом чем выше скорость песчинок, тем больше сила с которой они воздействуют на метал. Однако наступает момент, когда сила ударения превышает предел прочности песчинок и они рассыпаются. Для того чтобы увеличить силу наклепа – песок заменяют стальными шариками, прошедшими закалку. Пескоструйная обработка позволяет не только упрочнять поверхности, но и очищать их от всевозможных накипей, ржавчины.

Обжатие в пресс-формах.

При калибровке диаметр детали делается несколько больше диаметра калибрующей матрицы. Матрица выполняется с заходом (расширением) для того чтобы деталь свободно вошла в пресс-форму. При протяжке деталей через матрицу с диаметром меньшим диаметра матрицы происходит одновременное обжатие детали с упрочнением поверхностного слоя, уменьшение её размеров до размеров отверстия матрицы, деталь приобретает форму отверстия матрицы и чистота поверхности её становится на 1 класс ниже чистоты поверхности матрицы, при этом деформированный слой становится наклепанным со структурой двойников пластической деформации.

Раздача отверстий.

В процессе пластической деформации в результате образования двойников и дробления зерен активизируются диффузионные процессы на границах зерен. В результате чего на границы зерен обогащаются вредными примесями (сера, фосфор, кремень), которые не являются металлами и являются хрупкими. В результате чего чрезмерная деформация делает металл хрупким.

Таким образом для того чтобы в процессе восстановления изношенных деталей обеспечить им достаточную надежность, прочность и долговечность необходимо одновременно применять как конструктивные, так и технологические способы повышения надежности.