Файл: Игнатов, А. А. Кривошипные горячештамповочные прессы.pdf

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ К ТЕХНИЧЕСКИМ УСЛОВИЯМ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ ВАЛОВ

При эксплуатации кривошипных горячештамповочных прессов выход из строя их главных валов возможен по различным при­ чинам: а) неправильно выбран материал для изготовления вала; б) неправильно изготовлен вал в период его ковки, термообра­ ботки и механической обработки; в) неправильно конструктивно оформлен главный вал.

Кроме того, главный вал может не разрушиться, а износиться в местах его соединения со шлицевой ступицей муфты, ступицей тормоза и др., что также приводит к необходимости производства ремонта с его полным демонтажем. Несомненно, условия эксплу­ атации прессов сравнительно трудные, стоимость главного вала высокая, затраты при ремонте пресса и простой его большие, поэтому вопросу выбора материала вала, его изготовлению и кон­ структивному исполнению нужно уделять большое внимание.

Главные валы при эксплуатации прессов могут подвергаться двукратным перегрузкам и даже большим, особенно при стопо­ рении пресса. Так как валы подвержены циклическим знакопере­ менным нагрузкам, то при их изготовлении ковкой и термообра­ боткой нужно обеспечивать высокий предел выносливости и теку­ чести, циклическую вязкость. Сталь, применяемая для изготовле­ ния главных валов при вышеуказанных условиях, не должна обладать высокими свойствами концентрации напряжений. Можно отдать предпочтение хромоникельмолибденованадиевой стали, так как никель с хромом и молибденом повышают закаливаемость и вязкость стали, а ванадий улучшает сопротивление отпуску и измельчает зерно (см. табл. 22).

Ковка заготовки проводится из литого слитка легированной стали. При проверке поломанных валов прессов и анализе причин выхода их из строя установлено наличие дендритной структуры внутри валов. Поэтому на ковку вала следует обратить большое внимание. В поковках большого поперечного сечения недостаточно проковывается осевая зона. Ковка с искусственным подстуживанием поверхности слитка, основанная на перепаде температур по сечению крупных слитков, обеспечивает благоприятную схему деформаций осевых зон слитка.

Необходимо иметь в виду, что:

1)деформационные условия ковки и величина укова практи­ чески не оказывают влияние на показатели прочности металла, но существенно изменяют показатели пластичности и ударную вяз­ кость стали, особенно в осевой зоне поковки. В поверхностных слоях влияние условий ковки проявляется слабее;

2)при протяжке поковки без подстуживания проработка литой структуры металла, заварка микро- и макропустот, уплот­ нение металла в осевой зонё слитка происходит при оптимальном укове 3,5;

107

3)при изготовлении поковки (без осадки) с предварительным обжатием в подстуженном с поверхности состоянии, при котором получаются лучшие пластические свойства в продольном и в тан­ генциальном направлениях, рекомендуется уков 2,0—2,6;

4)эффект от подстуживания особенно заметен при малых зна­ чениях укова 2,6—1,7.

При ковке валов следует обращать внимание на возможное образование в поковке дефектов: флокенов и других, ухудшающих прочностные свойства вала (см. рис. 59, где показан поломанный вал при наличии в нем флокенов).

Термообработка начинается с отжига поковки после ее ковки. Нагрев заготовки для отжига до температур 850—860° С, охла­ ждение с печью. Затем поковка подвергается грубой механической

обработке — обдирке с целью установления наружных дефектов в поковке и удаления больших ковочных припусков. Для после­ дующей механической обработки после закалки с отпуском по­ ковке вала дается небольшой припуск с учетом образования окалины и деформации на поковке при ее термообработке.

Так как при нагреве и охлаждении поковки при термообра­ ботке могут быть деформации (поводка), поковку нужно нагревать и закаливать в вертикальном положении. Нагрев для закалки до температур 850—860° С, отпуск при 600—650° С; охлаждение при закалке — в масле, при отпуске — на воздухе. Последующую механическую обработку вала следует проводить с упрочнением поверхности вала накаткой роликом. Особое внимание необхо­ димо обращать на качество и геометрию обрабатываемой поверх­ ности вала. Внутренние дефекты вала выявляют ультразвуковой дефектоскопией.

При составлении технических условий на изготовление по­ ковки вала необходимо включать следующие требования:

1. Ковку вала проводить из литого слитка стали следующего состава: 0,35—0,40% С; 0,70—0,90% Мп; 0,20—0,35% Si; Р и S

каждого в отдельности не более 0,05%; 0,70—0,90% Сг; 2,0—• 2,5% Ni; 0,35—0,40% Мо; 0,25—0,30% V.

2.Размеры слитка и масса должны обеспечивать возможность выполнения ковки по методике, указанной в разделе «Ковка заго­ товки главных валов».

3.Перед ковкой от слитка отрезают не мене 25% верхней части (прибыльной) слитка и 5% нижней его части. Слиток не должен иметь наружных и внутренних пороков.

4.Поковка не должна иметь наружных и внутренних дефектов:

заковов, трещин, рыхлости, следов усадочной раковины и др.

5.После ковки заготовку подвергают отжигу, затем грубой обдирке и последующей термообработке по режиму, указанному выше. Процесс ковки и термообработки должен соответствовать строгому термомеханическому режиму.

6.При ковке необходимо эксцентричную шейку вала распо­ лагать ближе к нижней части слитка. В поковке со стороны при-

108

быльной части оставлять припуск для проведения последующих механических испытаний на заводах: поставщика и заказчика (по его желанию).

7. После термообработки поковки образцы, отрезанные от ее припускной части, должны обеспечить при механических испыта­ ниях (образец длиной / = 100 мм) следующие показатели: времен­ ное сопротивление не менее 85 кгс/мм2; предел текучести не менее 65 кгс/мм2; удлинение не менее 15%; поперечное сужение не менее 25%; твердость НВ 240—260.

8.Необходимо проверять поковки по Бауману и исследовать внутренние дефекты с применением ультразвуковой дефектоскопии.

9.Результаты механических испытаний поковки, проверки на дефекты ОТК поставщика прикладывает к приемо-сдаточной на­ кладной, а заказчика — к паспорту пресса.

УДЕЛЬНЫЕ УСИЛИЯ В ОПОРАХ ГЛАВНОГО ВАЛА

В главных валах кривошипных горячештамповочных прессов применяют бронзовые опоры скольжения, обеспечивающие наи­ большую жесткость и способные воспринимать переменные на­ грузки при работе пресса. Боковые опоры скольжения работают при средних удельных усилиях q0 до 320 кгс/см2, при скоростях скольжения вала до 1,9 м/с (табл. 23). Среднее удельное усилие в боковых опорах определяется по формуле

Яо 2d0i0 ’

где dо — диаметр; /0 — длина боковой опоры.

Величина среднего удельного усилия определяется, в первую очередь, механической прочностью бронзы и значительно зависит от смазки. Удельное усилие, как показали исследования изно­ шенных бронзовых опор (см. рис. 68 и 69), неравномерно как по длине опоры, так и по дуге контакта вала с опорой. Поэтому неодинаков износ опор в вертикальной и горизонтальной плоско­ стях, а также в местах сопряжения вала с опорой возле шейки

q0v0 по некоторым зарубежным и отечественным кривошипным горячештамповочным прессам. Из табл. 23 видно, что q0v 0 для различных прессов изменяется в пределах 300—520 кгс-м/см2-с при выполнении технологической операции с усилием на ползуне пресса, равным номинальному. В прессе Эджекс (Рн = 500 тс), работающем на выдавливании клапанов с усилием, меньшим номинального, боковые опорные подшипники главного вала работали длительное время (более 12 лет) без замены (см. рис. 69).

109

* Усилие в американских тс.

** В числителе приведены расчетные данные для малых оборотов пресса, в знаменателе — для больших.