Техника - молодёжи 1963-06, страница 34

„ПЛАСТИЧЕСНАЯ БРОНЯ'

СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

В. КЛЯЧКО, член пмтобъедииения журнала

Впервые об интересных исследованиях, проводимых в лаборатории прочности Центрального научно-исследовательского института технологии машиностроения, я узнал от одного знакомого инженера.

Этот разговор заинтересовал меня, и я решил посетить лабораторию прочности ЦНИИТМАШа, возглавляемую профессором И. В. Кудрявцевым.

полннтельиые напряжения, которые кек бы концентрируются в зтнх местах. При колебаниях ивгружеиик и вибрациях металл в зтнх местах разрушается деже при небольших нагрузках. А когда ломается самое слабое звано, то и вся машина выходит из строя.

И здесь снова может помочь знакомая нам идея — поверхностное пластическое упрочнение.

ГДЕ ТОНКО, ТАМ И РВЕТСЯ

Еще в прошлом столетии артиллеристы столкнулись с трудностями при создании дальнобойных орудий. Давление пороховых газов достигало столь больших величин, что утолщение стволов почти ничего не давало. Русский артиллерист Гадолии предложил усиливать стволы, надевая на них в горячем состоянии стягивающие цилиндры. Идея Гадолииа — это нечто большее, чем решение артиллерийской проблемы. Это метод решения многих технических задач.

Стягивающие цилиндры производят в металле ствола упругую деформацию, которая после удаления цилиндров полностью снимается. Но ведь можно пойти и по другому пути, можно при обработке той или другой детали так сжать металл, что будет превышен предел упругости и металл окажется пластически деформированным. Можно таким образом регулировать зоны пластического деформирования детали, чтобы в наиболее опасных ее местах возникали благоприятные остаточные напряжения. Эти остаточные напряжения и используются для повышения прочности детали. Трещины и изломы в деталях наблюдались там, где были выточки, канавки, отверстия.

Тщательные исследования показали, что в местах перехода от одного диаметра к другому, в сечениях, ослабленных отверстиями, и т. д. возникают до-

АРСЕНАЛ УПРОЧНЕНИЯ

Оборудование, разработанное в отделе прочности, очень несложно. К детали, установленной на обычном токарном станке, подводится ролик. Сильная пружина прижимает его к поверхности вращающейся детали. Видно, как бежит по металлу блестящая бороздка — ролик обжимает металл. Операция длится каких-нибудь 5—6 мнн., а деталь становится в 3—4 раза прочнее. Толщина упрочненного слоя может достигать 10—15 мм. Однако так можно упрочнять лишь не очень крупные детали правильной формы: оси локомотивов и вагонов, коленчатые валы, штоки штамповочных молотов н т. д. Более широко можно применять вибрирующие ролики. При обкет-ке ролик часто и быстро ударяет по поверхности детали, создавая упрочненный слой толщиной до 30 мм. Таким роликом можно обрабатывать гигантские валы весом по 50—100 г. Нарезанные болты ломаются там, где нанесена резьба. Но стоит воспользоваться вибрирующим роликом, и резьба становится столь прочной, что болт скорее лопнет где-то рядом, но ие по накатке.

Прочность сварных швов можно увеличить с помощью кулачковых или пневматических чеканов, наносящих частые сильные удары по обрабатываемой поверхности. Так упрочненный сварной шов способен выдерживать ббльшие нагрузки, чем основной металл.

В толстостенной труве высокое давление приводит к разрушению внутренней поверхности, хотя наружные слои почти не нагружены. В ненагруженной скрепленной труве внутренняя часть сжата. При нагружении снрепленной трувы давление пороховых газов, прежде чем начать растягивать внутреннюю часть, должно преодолеть предварительное Напряжение.

Легкие переносные приспособления позволяют обрабатывать очень крупные детали, внутренние поверхности, зоны вырезов, отверстий н другие места, в которых концентрируются напряжения. Но как быть с упрочнением деталей сложной формы: аитых пружин, рессор н т. д.? Вращающийся ротор разбрасывает стальную или чугунную дробь, которая со скоростью 60— 80 м/сек ударяется о поверхность деталей сложной формы. Упрочненную таким образом рессору испытал один из сотрудников института. Он поехал иа Кавказ иа машине, у иоторой одна рессора была обычная, а другая — обработанная дробью. Упрочненная благополучно выдержала все путешествие, а обычная ломалась дважды.

СБЕРЕЖЕННЫЕ МИЛЛИОНЫ

В павильоне «МАШИНОСТРОЕНИЕ» на ВДНХ демонстрируется стальной цилиндр диаметром 2,5 м и весом в 50 т, упрочненный методом поверхностной пластической деформации. Срок службы таких цилиндров увеличен в 5 раз, удешевлена эксплуатация, а затраты — копеечные. Упрочнение, увеличивая долговечность, дает большую экономию на запасных частях, позволяет снизить расходы металла. Например, дробеструйная обработка снизила количество рессор на автомобиле «ЗИЛ-150» с 16 до 14 штук. А это экономия 2,5 кг иа каждой рессоре

Несложная обработка сзкоиомит немало дорогостоящих высоколегированных сталей, сделает машины более надежными, более дешевыми. Применение поверхностного упрочнения только иа 4 автомобильных заводах страны дает около 20 млн рублей экономии в год.

В снижении удельного расхода металла в машиностроении, которое семилетним планом принято равным 25%, метод поверхностного упрочнения играет немалую роль. Именно поэтому работа ЦНИИТМАШа награждена золотой медалью ВДНХ за 1962 год.

В зоне пластичности при снятии напряжения металл остается деформированным. Это и лежит в основ упроч-наин Деформированный металл подвергает сжатию внутреннюю часть детали н в целом упрочняет ее

ндгеумеымык

скреплкынше -n»v»rt