Файл: Елизаветин М.А. Повышение надежности машин. Технологические основы повышения надежности машин.pdf

быть весьма большим. Решение вопроса о замене детали, полу­ чившей первую трещину, зависит от степени ответственности де­ тали. Следует учитывать также и характер нагружения детали, величину и длительность периодов напряженных и облегченных нагрузок. Если разрушение происходит вследствие потери уста­ лостной прочности, то повышение статической прочности не все­ гда может снизить предел выносливости. Особенно это относит­ ся к коррозионно-усталостным разрушениям.

Изменение предела выносливости стали различной прочно­ сти при статическом нагружении образцов и разных видах обра­ ботки показано на рис. 29. В клепаных соединениях создаются концентрации напряжений, обусловленные отверстиями для за­ клепок. Влияние на концентрацию напряжений не уменьшается даже тогда, когда в отверстии находится заклепка.

Усталостные трещины могут появляться вследствие прессо­ вой посадки втулки на вал или другую деталь без принятия ка­ ких-либо мер для уменьшения возникающих в этих местах на­ пряжений. Так, при насадке втулки с натягом на гладкий вал его предел выносливости снижается на 45—50%. При этом надо учитывать, что при таких посадках возможно схватывание по­ верхностей и нарушение сплошности контактируемых металлов с образованием при этом мельчайших трещин, что также снижа­ ет предел выносливости.

В алюминиевых или магниевых сплавах схватывание сопро­ вождается появлением тонкого черного порошка окиси. Поэтому при прессовых посадках деталей из алюминиевых или магние­ вых сплавов необходимо тщательно смазывать соприкасающие­ ся поверхности.

Причиной поломки деталей в машинах часто являются виб­ рации, поэтому целесообразно предварительно на моделях, ко­ пирующих реальную деталь и условия ее работы, изучать харак­ тер возникающих при работе вибраций.

Рис. 30. Гармоники вибраций, обусловливающих пиковые нагрузки:

/ — третья гармоника; 2 — вторая гармоника; 3 — основная гармоника; 4 — резуль­ тирующая гармоника

Наиболее резко выражаются пиковые перегрузки при ком­ бинации колебаний, возникающие по разным причинам. Пример комбинации гармоник вибраций, обусловливающих пиковые на­ грузки, дан на рис. 30. Оптико-поляризационные исследования распределения напряжения на участках их концентрации пока­ зали, что одним из эффективных средств уменьшения концент­ рации напряжения является создание небольшой местной кон­ центрации в непосредственной близости от надреза. Несколько видов применения принципа перераспределений напряжений для устранения высокой концентрации напряжений и повыше­

шения: разрушение путем отрыва, которое происходит от нор­ мальных растягивающих напряжений, и разрушение путем сре­ за, происходящее от касательных напряжений независимо от

вида прилагаемых нагрузок. Схематически виды начальной ста­ дии разрушения в зависимости от способа нагружения (по Фридману) указаны в табл. В этой таблице сопоставлены на­ правления наибольших упругих удлинений етах и касательных напряжений тШах с направлением начала излома от отрыва и среза при различных способах нагружения. На основании ана­ лиза причин поломок деталей машин составлена классификация видов изломов по внешним признакам и возможным причинам их возникновения. По виду изломы можно разделить на вязкие

Рис. 33. Внутренние кольцевые канавки, ляющие снизить концентрацию напряжений

и хрупкие. Вязкий излом может возникнуть в результате недоста­ точной конструктивной прочности, плохого качества изготовле­ ния или ремонта детали и перегрузки в процессе эксплуатации. Хрупкий излом, в свою очередь, можно подразделить на устало­ стный излом, излом от действия повторных статических нагру­ зок, от действия однократных нагрузок и на земедленное разру-