ПРОЧНОСТЬ ПРИ ПЕРЕМЕННЫХ НАГРУЗКАХ
Предел выносливости соединений с гарантированным натягом в раза ниже, чем прочность гладких образцов (стандартных). Это объясняется высокой концентрацией напряжений и контактной коррозией, вызываемой местным проскальзыванием деталей при переменных внешних нагрузках (особенно изгибающих).
В табл. 5 приведены значения отношения эффективного коэффициента концентрации напряжений в соединении к коэффициенту учитывающему влияние масштабного эффекта, который рекомендуется использовать в расчете валов на сопротивление усталости.
Значение отношения (при кручении валов) можно определить приближенно из соотношения
Расчет на сопротивление усталости прессовых соединений приведен в гл. 8.
Одним из распространенных конструктивных способов повышения сопротивления усталости соединении
5. Значения отношения в месте посадки деталей
(см. скан)
Рис. 8. Конструктивные способы повышения сопротивления усталости соединений
является утолщение подступичной части вала (обычно диаметр увеличивают на 5—7%) с плавным переходом к утолщению (см. рис. 8, а;
Предел выносливости соединений с утолщением повышается на 20—25% при передаче изгибающего момента через ступицу и на 40—50% при ненагруженной ступице в сравнении с соединением без утолщения.
Предел выносливости прессовых соединений можно повысить на 30—50% за счет применения накатных разгружающих выточек на (рис. 8, б, в) или на охватывающей детали (рис. 8, г, д). Обычно диаметр проточки а радиус проточки .
Значительное (на 15—20%) повышение сопротивления усталости соединений можно получить при напрессовке ступиц конической формы (рис. 8, е).
Сопротивление усталости прессовых соединений со шпонкой (шпоночных соединений на прессовой посадке) такое же, как и для обычных прессовых соединений. Оно определяется
6. Влияние упрочнения подступнчных частей валов на сопротивление усталости
(см. скан)
концентрацией напряжений от посадки.
Для снижения коэффициента концентрации напряжений целесообразно скруглять острые торцовые кромки ступицы радиусом где — протяженность зоны концентрации напряжений, мм; — натяг, мм.
Более эффективным средством снижения концентрации напряжений является конусная расточка с торцов отверстия в охватывающей детали с плавным переходом в цилиндрическую поверхность (рис. 9):
Сопротивление усталости прессовых соединений зависит и от материала охватывающей детали. Использование для изготовления охватывающих де талей более пластичных и менее прочных материалов, чем для валов, способствует повышению выносливости соединений.
Сопротивление усталости прессовых соединений может быть существенно повышено за счет ряда технологических мер.
Рис. 9. Конусная расточка отверстия
Рис. 10 Конусная расточка отверстия и вала
Во избежание повреждения контактирующих участков вала при сборке рекомендуется изготовлять вал с заходным конусом, а охватывающую деталь — с фаской (рис 10)
Существенное повышение предела выносливости (на 80—100%) можно получить при поверхностном упрочнении подступтяой части вала (дробеструйной обработкой, обкаткой роликом, алмазным выглаживанием и т. п.) Такими способами в настоящее время упрочняют валы больших диаметров (до 600 мм) При этом значительно замедляется развитие фреттинг-коррозии Степень повышения сопротивления усталости соединений зависит от режимов упрочнения (табл 6) При дробеструйной обработке мелкой дробью подступичных зон валов наблюдается большее повышение прочности раза), чем при обработке крупной дробью Предел выносливости прессовых соединений может быть повышен в 2—3 раза за счет химико-термического поверхностного упрочнения (цементацией или азотированием)
При расчете на сопротивление усталости упрочненных валов коэффициент технологического упрочнения можно принимать в пределах