цессе азотирования, установил, что деформация при азотировании является следствием упруго-пластического воздействия всего азо тированного слоя на сердцевину изделия. Необходимо рацио нально размещать азотированный слой на детали, не допускать, особенно в деталях с тонкими сечениями, его асимметричное (в от ношении оси) расположение. Уменьшение глубины слоя способ ствует снижению деформации, поэтому целесообразно ограничи ваться минимальными припусками на азотируемых поверхностях.
При конструировании азотируемых деталей и разработке тех нологии их обработки следует учитывать, что размеры деталей после азотирования несколько увеличиваются. Изменение разме ров тем ощутимее, чем больше глубина азотированного слоя, и зависит от размеров деталей. При одной и той же глубине слоя размеры изменяются в зависимости от отношения площадей сечения азотированного слоя и неазотированной сердцевины: чем больше это отношение, тем значительнее изменение размеров.
Кроме стали 38ХМЮА для деталей, подлежащих азоти рованию, применяют стали 25Х2МФА, 25Х2М1Ф, 1Х11МФ (15Х11МФ), 1X13, 2X13, некоторые стали аустенитного класса и др. Следует отметить, что азотирование резко снижает декре мент затухания колебаний сталей 1X13 и 2X13. При нагреве этих сталей после азотирования до 700° С в вакууме декремент повышается, но не достигает исходного значения. При исследова нии отдельных аустенитных сталей 2Х14Н14В2С2Т и 1Х16Н13М2Б отмечено повышение декремента затухания колебаний в резуль тате азотирования.
Рис. 61. Структура баббита Б83
Глава VIII
МЕТАЛЛЫ ПОДШИПНИКОВ
ИКОНДЕНСАТОРНЫХ ТРУБОК
БАББИТ ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ
К подшипникам турбин предъявляют высокие требования. От надежной работы опорных и упорных подшипников зависит по ведение ротора в эксплуатации. Опорные подшипники несут зна чительную нагрузку, создаваемую тяжелыми быстровращающи мися роторами; упорные подшипники воспринимают осевое давле ние роторов. Сплавы для подшипников должны быть достаточно
мягкими и пластичными, обес печивать хорошую прирабатываемость вкладыша к вращаю щейся шейке вала; кроме того, эти сплавы должны быть доста точно прочными и твердыми, чтобы выдержать нагрузку, со здаваемую ротором. Темпера тура вкладышей в процессе ра боты повышается, прочность сплавов при этом должна сохраняться на необходимом уровне.
В практике современного турбостроения основным спла вом, применяемым для заливки вкладышей опорных подшип ников, гребней и колодок упор ных подшипников, является
высокооловянистый баббит марки Б83. Для заливки верхних по ловин опорных подшипников в некоторых турбинах применяют менее богатый оловом баббит Б 16.
Баббит Б83 представляет собой сплав на основе олова с до бавлением сурьмы и меди (рис. 61). Олово является легкоплавким металлом, обладающим высокой пластичностью и химической устойчивостью. Баббит Б16 — сплав на основе свинца. Физичес кие и механические свойства баббитов Б 16 и Б83 приведены в табл. 77. Химический состав (в%) баббитов Б 16 и Б83 следующий:
|
Sb |
Cu |
Sn |
Pb |
Б83 |
10— 12 |
5,5— 6,5 |
Остальное |
^ 0 ,3 5 |
Б16 |
15— 17 |
1,5— 2,0 |
15— 17 |
Остальное |
77. Физические и механические свойства баббитов Б16 и Б83
Марка баббита
Физические свойства
Плотность в |
г/см3 .................................................................. |
|
|
7,38 |
9,29 |
Коэффициент |
линейного |
расширения |
а -ІО6 в |
22 |
24 |
с м /(с м - ° С ) ................................................................................ |
|
|
Теплопроводность в к а л /(с м -с -°С )............................ |
|
0,08 |
0,06 |
Температура |
затвердевания |
в °С: |
|
370 |
410 |
начало |
............................................................................ |
|
|
конец ..................................................................................... |
|
|
|
240 |
240 |
Жидкотекучесть в с м ............................................................. |
|
|
73 |
51 |
|
|
|
Механические свойства |
|
|
о в при |
растяжении в кгс/'мм2 ........................................... |
|
9,0 |
7,8 |
сгв при сжатии в кгс/мм2 |
............................................... |
|
11,5 |
12,3 |
Предел |
текучести в кгс/мм2 ........................................... |
|
8,2 |
8,6 |
Относительное удлинение в |
% ...................................... |
|
6,0 |
0,2 |
Ударная вязкость в кгс-м/см2 ................................. |
: |
0,6 |
0,14 |
Твердость Н В ............................................................................ |
|
|
30 |
30 |
Коэффициент трения *: |
|
|
0,005 |
0,006 |
со |
смазкой ....................................................................... |
|
|
без |
смазки ............................................................................ |
|
|
0,28 |
0,25 |
* Определен при испытаниях в паре с осевой сталью в условиях: со смазкой— удель ная нагрузка 75 кгс/см2, скорость 0,4 м/с, смазка — веретенное масло; без смазки — удельная нагрузка 12,5 кгс/см2, скорость 0,4 м/с.
Кроме высоких антифрикционных свойств подшипниковые сплавы должны обладать определенными технологическими до стоинствами: легкоплавкость должна позволять качественно за лить вкладыш непосредственно в подшипник; при заливке сплав должен легко прилипать к поверхности подшипника. Баббит Б83 удовлетворяет этим технологическим требованиям. Он характе ризуется высокой жидкотекучестью, что очень важно для получе ния хорошей, плотной заливки вкладышей.
Заливать подшипники следует с большой тщательностью, так как от качества заливки не в меньшей мере, чем от состава и струк туры баббита, зависит нормальная работа подшипника. Перегрев баббита перед заливкой способствует хрупкости и склонности баббита к растрескиванию. Неудовлетворительное сцепление баб бита с корпусом вкладыша приводит к образованию трещин в баббите в эксплуатации. Неравномерное распределение твердых структурных составляющих может привести к ускоренному из носу вкладыша, налипанию баббита на шейку вала и т. п. Заливка должна быть организована таким образом, чтобы соединение баб бита с корпусом вкладыша по всей заливаемой поверхности было плотным, а залитый баббит не имел раковин, пористости и прочих макродефектов.
Наиболее часто подшипники заливают вручную и на центро бежных машинах. Вручную обычно заливают каждую половину вкладыша отдельно. Центробежной заливке подвергают вращаю щийся вокруг своей оси на специальном станке вкладыш в сборе. Центробежная заливка дает возможность получить плотный, сво бодный от раковин и пористости баббит, так как центробежные силы отжимают жидкий баббит в процессе заливки и первого этапа охлаждения к внутренней поверхности заливаемого вкладыша.
Интенсивное перемешивание баббита в процессе охлаждения при центробежной заливке обеспечивает равномерное распределе ние твердых кристаллов в общей массе сплава. Практикуется также заливка вкладышей под давлением (поршнем) на специаль ной установке. Перед заливкой баббитом вкладыши подшипников очищают от грязи, обезжиривают, промывают горячей водой и после обработки флюсом подвергают лужению заливаемые поверх ности для более плотного соединения баббита с вкладышем.
Поверхность металла хорошо залитого вкладыша должна быть гладкой, серебристой, блестящей, а его излом — мелкозернистым и однородным. Если допущен перегрев баббита при заливке, то вид поверхности не будет отвечать указанным требованиям: цвет металла в таких случаях темно-серый или синеватый, а его излом — крупнозернистый. Подобный излом наблюдается в тех случаях, когда охлаждение баббита при затвердевании происхо дит замедленно. Как показал опыт заливки подшипников, важней шую роль в обеспечении высокого их качества играет чистота по мещения, оборудования и применяемых приспособлений, а также чистота окружающего воздуха.
Опыт борьбы с браком при заливке подшипников свидетель ствует о том, что никакие мероприятия не давали решительного улучшения качества заливки до тех пор, пока не была обеспечена исключительная чистота. Поэтому отделение заливки подшипников должно быть светлым и хорошо вентилируемым. Все материалы следует помещать в чистых ларях с плотными крышками. Приме няемые приспособления для перемешивания и заливки баббита необходимо лудить и содержать в образцовой чистоте.
Качество заливки подшипников контролируют химическим анализом и металлографическим исследованием. Проверяют также плотность соединения баббита с корпусом вкладыша. Для исследования качества баббита предусматривают специальный припуск по длине заливки. Из этого припуска берут стружку для химического анализа, образцы для макро- и микроскопичес кого исследований. При простукивании молотком баббитовой за ливки звук должен быть звонким. В случаях плохого соединения баббита с корпусом звук становится дребезжащим или глухим.
Для проверки плотности соединения баббита с корпусом при меняют керосиновую пробу. Вкладыш полностью погружают в ванну с керосином или обильно смачивают им торцы и плоскости разъема. Затем керосин насухо вытирают, после чего баббит
сильно прижимают руками или струбцинами к корпусу. Керосин, проникший в неплотности соединения, при этом выступает на ружу, позволяя обнаружить эти места. Вкладыши, не удовлетво ряющие предъявляемым к ним требованиям, бракуют. Баббит из таких вкладышей выплавляют, после чего проводят повторную заливку.
Колодки упорных подшипников и гребенчатые подшипники заливают баббитом обычно вручную. Требования к подготовке, лужению, заливке такие же, как и при центробежной заливке опорных подшипников.
На вкладышах и колодках упорных подшипников после' за ливки могут обнаружиться раковины, поры и другие дефекты. Если глубина дефектов превышает припуски на механическую обработку и раковины или пористость остаются на поверхности баббита после чистовой обработки вкладыша, то можно применять исправление дефектов местной наплавкой или напайкой баббитом. Поврежденные участки баббита для этого предварительно засверливают или подрубают до свободной от дефектов поверх ности и зачищают до металлического блеска. В качестве приса дочного материала применяют прутки из баббита. Необходимо следить, чтобы поверхность прутков была свободной от загряз нений.
Ацетилено-кислородной горелкой или паяльником нагревают поврежденный участок вкладыша или колодки до начала оплавле ния поверхности баббита, после чего в полость дефекта вводят рас плавляемый присадочный материал. В зависимости от глубины дефекта можно напаивать баббит в один или несколько слоев. Подобным методом исправляют и вкладыши с частичным отстава нием баббита по разъему. При этом баббит вырубают до металла корпуса, поверхность вырубленного участка смазывают хлористым цинком, протравленным соляной кислотой, и покрывают оловом. Затем в вырубленный участок вводят присадочный материал. При расплавлении баббитового присадочного прутка не следует вво дить его в ядро пламени горелки.
ЦВЕТНЫ Е СПЛАВЫ И НЕРЖАВЕЮЩ ИЕ СТАЛИ
КОНДЕНСАТОРНЫХ ТРУБОК
Трубки конденсаторов паровых турбин находятся в процессе эксплуатации под постоянным воздействием охлаждающей воды, протекающей в трубках и омывающей их внутренние поверхности, и водяного пара, поступающего в корпус конденсатора и конденси рующегося при охлаждении. Охлаждающая вода характеризуется значительным разнообразием по общему содержанию солей, за грязнению стоками с агрессивными примесями (аммиак, серово дород и др.), наличию абразивных (песок, зола) и других механи ческих примесей. Охлаждающая вода может вызывать корро зию конденсаторных трубок с внутренней их поверхности. Осо
18 М . Ф . С и ч и к о в |
273 |
