Файл: Баренбойм, А. Б. Малорасходные фреоновые турбокомпрессоры.pdf

Меньшими. Например, лучше расположить деталь таким образом, чтобы она работала на растяжение или сжатие, но не на изгиб. Если избежать наличия изгибающего момента невозможно, то надо стремиться к уменьшению этого момента путем уменьшения вели­ чины плеча изгибающей силы.

Следует избегать резких переходов с точки зрения уменьшения концентрации напряжений. При взаимосвязи одной детали с другой необходимо учесть возможность температурных деформаций (если они могут возникнуть) и соответствующие соединения конструиро­ вать так, чтобы имелась возможность свободного расширения детали. В случае ударной внешней нагрузки целесообразно (там, где это возможно) вводить в узлах демпфирующие прокладки, при­ нимающие на себя большую часть кинетической энергии внешних сил и, следовательно, уменьшающие ту часть кинетической энергии, которая переходит в потенциальную энергию упругой системы.

При конструировании литых деталей необходимо придерживать­ ся ряда установленных положений, т. е. следует избегать резких переходов, а также скопления масс, наличие которых способствует как концентрации напряжений, так и возникновению усадочных напряжений при остывании отливки.

При сопряжении стенок отливок под прямым или тупым углом следует применять радиусы галтелей по данным ГОСТа. Острые переходы вообще не допускаются. Следует стремиться к простой форме отливки, к отсутствию выступающих частей, к равномерной толщине стенок, а также предусматривать литейные уклоны, и там, где это диктуется конструкцией, — специальные бобышки для облегчения механической обработки поверхностей, выступающих над необработанным телом па 5—10 мм.

При расчете и конструировании той или иной детали следует тщательно выявлять величины и расположение внешних сил и вы­ званное этими силами распределение напряжений.

В ряде случаев теория упругости не дает точного ответа на вопросы, связанные с распределением напряжений в деталях ма­ шин, поэтому иногда сложное, напряженное состояние приходится заменять простейшей схемой и, следовательно, решать поставлен­ ную задачу приближенно. Часто также существующее, по сложное решение заменяется простым приближенным. Конструктор должен суметь критически оценить это обстоятельство, пользуясь теорети­ ческими и экспериментальными данными, а чаще всего эксплуата­ ционным опытом работы данной или аналогичной детали.

Требования экономичности машин ставят перед конструктором следующие задачи:

а) правильно осуществлять выбор допускаемых напряжений; б) применять более дешевые и менее дефицитные материалы; в) придавать детали такую форму и размеры, чтобы ее обра­

ботка была возможно проще, а вес меньше; г) конструировать узлы таким образом, чтобы возможно боль­

ше облегчить монтаж;

42

д) обеспечить нормальные условия смазки. Расположение дета­ лей должно всецело облегчить их осмотр, ремонт и смену. Правиль­ ные условия эксплуатации и удобства обслуживания сводятся, в основном, к тому, чтобы конструкция машины позволила легкое и несложное управление ею. При установке необходимо учесть доступность машины и ее отдельных узлов для осмотра и смазки.

В настоящее время особое внимание уделяется уменьшению веса машин при одновременном улучшении качества.

Основными условиями, определяющими успешное решение этого важного вопроса, являются правильный выбор материала, правиль­ ное установление действующих и допускаемых напряжений и уста­ новление такого расположения деталей и узлов, которое приводило бы к лучшему распределению нагрузок.

величина остаточной деформации образца ничтожно мала (напри­ мер, 0,001 %).

3. П р е д е л т е к у ч е с т и ат, являющийся напряжением, при котором имеет место деформация образца без увеличения напря­ жения. Для ряда пластических материалов на диаграмме растяжения при напряжении, равном пределу текучести, появляется характерная горизонтальная линия, называемая п л о щ а д к о й т е к у ч е с т и .

Для материалов, не имеющих площадки текучести, предел теку­ чести определяется как напряжение, соответствующее относитель­ ному удлинению 0,2%. Предел текучести является важнейшей механической характеристикой.

При расчетах на прочность различают предел текучести при растяжении, изгибе и кручении. Ориентировочно можно принять следующие значения

При растяжении

для углеродистых сталей зт = (0,52-г-0,56) зв; для обыкновенных легированных зт = (0,65 0,75) <ѵ

для легированных повышенного сопротивления зт = (0,7ч-0,8) з„.

Здесь зв — предел прочности и зт — предел текучести при растя­ жении.

При изгибе

для углеродистых сталей зт н = 1,2зт; для легированных зт п == 1,1зт.

43

при кручении X j = 0,58o_j.

Для чугуна

при изгибе —0,22ав; при растяжении т „1р —(0,35 : 0,45)

при кручении i_ j (0,75л-0,9) o_j.

Для медных сплавов (ориентировочно)

при изгибе 3 , — 0,35ав; при кручении T_j = 0,58о_г

Для легких сплавов (дюралюминия и др.) (ориентировочно)

при изгибе о_1 =0,33ов;

цри кручении х_, = 0,46з_1.

Пределы прочности, текучести и выносливости при температуре выше 250—300° уменьшаются с увеличением температуры. Ориен­ тировочные данные относительного изменения этих пределов при­ ведены в табл. 4.

Обычно основные механические характеристики, приводимые в справочных материалах, определяются опытным путем на гладких, полированных образцах определенной длины (100— 200 мм) при диаметре 6— 10 мм.

45

Встречающиеся на практике детали могут отличаться от об­ разца как размером (диаметром), так и формой. Это отличие явля­ ется причиной того, что механические характеристики деталей отличаются от характеристик образца, что главным образом относится к пределам текучести, прочности и выносливости.

Поэтому в качестве механических характеристик деталей сле­ дует считать пределы: текучести а'г, К, прочности а'в, т', вынос­

ливости при симметричном цикле з(_р х'_г и любом асимметрич­ ном з), і'г.

6. О т н о с и т е л ь и о е о с т а т о ч н о е у д л и н е н и е е при разрыве есть отношение остающегося приращения расчетной длины образца при разрыве к исходной его длине.

7. О т н о с и т е л ь н о е с у ж е н и е ф при разрыве есть остаю­ щееся относительное сужение образца при разрыве в наименьшем сечении шейки. Коэффициенты е и ф характеризуют пластичность материала, т. е. способность деформироваться без разрушения.

8. У д а р н а я в я з к о с т ь равна работе разрушения, отнесен­ ной к единице площади испытуемого образца. Ударная вязкость характеризует способность материала воспринимать динамические нагрузки.

9. П о л з у ч е с т ь есть медленное нарастание во времени пла­ стической деформации материала при напряжениях меньших, чем те, которые могут вызвать остаточную деформацию при испытаниях обычной длительности. Явление ползучести имеет место при высо­ ких температурах. Ползучесть характеризуется скоростью дефор­

мации.

П р е д е л п о л з у ч е с т и ггпл есть напряжение, при котором скорость или деформация ползучести за определенный промежуток времени равна величине, установленной техническими условиями.

Ползучесть является весьма важной характеристикой материала и должна быть учтена при расчетах деталей, работающих при вы­ соких температурах, например, болты паропровода удлиняются, и с течением времени требуется их подтяжка. Диаметр самого паро­ провода при высокой температуре пара и большом давлении непре­ рывно увеличивается, что может привести к его разрыву.

При заданной скорости деформации с увеличением температуры предел ползучести уменьшается. Данные изменения предела ползу­ чести в кг/мм? при допускаемой скорости относительной деформа-

46