Prima dragoste
Pe arborele cotit se spune că aceasta nu este o parte, ci un întreg sistem. Și este adevărat - este simplu, dar foarte complex și divers. Poate fi greu și ușor, scurt și lung, rigid și nu prea plat sau spațial cu manivele sub 120 sau 90 ° - orice cuvânt.
Din punct de vedere al mecanicii, arborele cotit este dificil de prezis, mai ales daca are o forma spatiala. Dacă este aproape de ideal, atunci este nevoie de o mișcare alternativă a pistonului pentru a transfera rotația către ambreiaj și cutie. Dar este necesar să se creeze nealiniere, curbură, bătaie și, în general, orice deformare reziduală - așteptați probleme. Aici este capricios, ca o femeie.
A căzut ... și nu a ieșit
Conform tehnologiei de producție primare, aceasta este una dintre cele mai conservatoare detalii. În multe fabrici, arborele cotit este încă ciocănit pe ciocane, schimbătoare de curenți sau este produs pe prese puternice prin metoda ștanțării volumetrice la cald.
Această tehnologie nu îmbătrânește de-a lungul secolelor, deoarece este o deformare plastică fierbinte a metalului care asigură structura corectă a părții viitoare - dimensiunea optimă a granulelor, orientarea sa atunci când sunt expuse la unelte de forjare și absența cojilor interiori. Aceasta este forța și rezistența care se află în "genunchi" de la naștere.
Apoi, arborele cotit trece printr-o mulțime de operațiuni de prelucrare termică, mecanică și de finisare - și toate acestea vizează creșterea preciziei, fiabilității și durabilității. Dar viața este viața - uneori, arborii cotiți se descompun, sunt distruși fizic chiar în motor. Motivul pare a fi destul de om - oboseala ...
Să nu mergem adânc în fizică, sopromat și metalurgie, să ne reamintim - de ce există o fractură de oboseală a detaliilor?
Luați în considerare, de exemplu, cel prezentat în Fig. 1 arbore încărcat. Nu cranked, dar obișnuit cilindric. Când se îndoaie, partea superioară a suprafeței sale (stratul A), marcată cu verde, se află sub acțiunea presiunilor de compresiune, iar partea inferioară a suprafeței (stratul B), marcată cu roșu, sub acțiunea solicitărilor de întindere.
Pentru a face destul de clar, oferim un exemplu simplu de uz casnic. Îndoiam crenguța obișnuită a unui copac. În afara cotului, coaja se va întinde - vor exista solicitări de tracțiune; din interiorul curburii se vor aduna pliuri, riduri - vor apărea stresuri de compresie. Ne îndoim mai mult - scoarța va exploda, iar pe partea opusă se va ridica mai mult.
Și acum înapoi la arborele nostru cilindric. Aici s-a schimbat 180 °, iar imaginea sa schimbat: stratul A a primit tensiuni de întindere, iar stratul B - solicitările de compresiune. Apoi arborele sa întors din nou ... etc. Într-un cuvânt, stratul de suprafață primește în mod constant presiuni alternante: se micsorează, se scutură, se scade, se întinde ...
Același lucru se întâmplă și cu un alt arbore - cranked (Figura 2). Dar numai el are, în mod evident, locuri slabe - fileuri de gât și rădăcini, zona de tranziție de la gâtul arborelui până la obraz. În tehnologie, aceste secțiuni sunt numite concentratori de stres.
Când lucrați în motor, arborele cotit sub sarcină tinde să se îndoaie. Prin urmare, în fileturi există tensiuni alternante la tracțiune și compresiune, deja cunoscute, ca în exemplul cu un simplu coleg cilindric. Când arborele funcționează în motor, acest lucru se întâmplă de milioane de ori la rând: compresiv - întindere, compresiune - întindere ...
Și acum, rețineți că pe suprafața fileului sunt defecte microscopice - rugozitate, fisuri, cochilii. Și ele sunt necesare, chiar și după măcinare - întreaga problemă este numai în dimensiunile lor, adică în curățenia suprafeței clasei.
Tensiunile de compresiune ale acestor defecte nu sunt teribile, dar tensiunile de întindere sunt doar opusul ... În fiecare ciclu, aceștia atacă literalmente microdefecturile, ca și cum ar conduce o crăpătură în fisuri (Figura 3). Defectele cresc, cresc! Acesta este în creștere. și într-una departe de momentul perfect există o distrugere a unui detaliu. Și apoi mecanicii suspin dureros, aprinde o țigară și spun că arborele este "obosit". Subliniem încă o dată: astfel de legături sunt caracteristice în special pentru zonele cu concentratori de stres - caneluri, fileuri etc.
Atenția la oboseală poate fi un tratament termic special, operațiuni financiare de înaltă precizie - și toate acestea (mult mai multe) sunt realizate cu succes, dar există și un mod și mai interesant.
Fă-l plastic
Înainte de ao dezvălui, să ne punem întrebarea: dacă tensiunile ciclice de tracțiune joacă un rol atât de fatal, nu pot fi neutralizate, de exemplu, să pună stresul compresiv într-o parte?
Ei bine, este logic. Tensiunile de compresiune se vor adăuga la solicitări periculoase de tracțiune, rezultând un zero (sau o valoare apropiată de acesta), iar fisura nu va crește! Da Da Pușkin, ah da fiu de cățea! Da, dar stresul pe care l-am construit nu va fi combinat doar cu întinderea ciclică, ci și cu compresia ciclică! Dar acest lucru nu este chiar teribil - așa cum am menționat deja, compresia suprafeței, chiar întărită de tensiunile reziduale, nu afectează creșterea crăpăturilor.
Și cum să creați tensiuni compresive în stratul de suprafață? Aici se află metoda de deformare plastică de suprafață - abreviată PPD - pentru salvare.
Consolidarea pieselor prin metoda PPD este folosită practic în toate ramurile construcțiilor de mașini pentru o perioadă lungă de timp. Pentru diverse detalii, s-au creat dispozitive și mașini destul de ingenioase. Noi, în urma acordului, vom continua să considerăm acest proces într-o versiune simplificată.
Cum funcționează? Imaginați-vă că strungul tocmai a transformat un filet pe un arbore cilindric simplu. Doar un filet pe treapta de la un diametru la altul.
Acum urmăriți-vă mâinile. În schimb, instrumentul setat pentru a sprijini un suport special cu role carbură de la capătul care se poate roti. Pornește aparatul la piesa de lucru însumarea mandrina cu rola, dar pur și simplu nu atingeți suprafața de file și dent de rotație rola pentru un anumit număr de fisiuni membrelor infeed. Pe suprafața fileului apare un strălucitor, ca de obicei dintr-o bandă de inel. O frumoasă oglindă ...
Ce se întâmplă cu suprafața fileului din bandă? Inițial, are duritate. Le prezentăm în Fig. 5 condiționat sub forma unui val. Să denotăm suprafața acestei suprafețe S. Și aici rolul a rulat această suprafață cu efort. Ce sa întâmplat cu valurile? Nu s-au prăbușit, nu s-au înfășurat, cum ne-am putea imagina - totul este mult mai interesant! Stratul de suprafață a fost deformat plastic după cum urmează: părea să "vină la viață", cavitățile au crescut, valurile au căzut, suprafața fileului a fost netezită.
Cum sa schimbat zona benzii? Desigur, a scăzut. Dacă denotăm noua zonă S1, atunci putem scrie S1 După cum sa menționat deja, acest proces este stăpânit foarte larg. De exemplu, în multe instalații, metoda PAP este utilizată pentru a întări filmele arborilor cotiți. Acest lucru se face pe mașini speciale cu "gheare", în care sunt plasate role de carbură. Iată cum funcționează acest sistem (uitați-vă la imagini). Înainte de noi este o mașină de întărire (filetare) a fileurilor arborelui cotit. La miezul ei, în adâncimi există un arbore principal special. Este numit și o capodoperă. Este același arbore cotit ca cel care urmează să fie întărit, dar executat cu mare precizie - nu e de mirare că el este "maestru"."Gheara" a fileului
Gâtul arborelui principal este conectat la gheare speciale - cleme hidraulice, ale căror capete sunt role montate.
arbore prelucrat este alimentat în magazia mașinii este pus automat în pat „gheara“, iar apoi „ghearele“ sunt închise pe principalele și conectarea reviste nuia și video apar pe fileurile. După așezarea „ghearele“ sunt închise și sunt presate hidraulic, ce permite reglarea forței.
După clema „gheara“ arbore maestru începe să se rotească, „gheare“, pe principalele reviste, desigur, sta în continuare, și bielă - gât de mișcare copie maestru arbore. Astfel, fileurile din toate gâturile se rostogolesc și se întăresc simultan. Întregul proces durează mai puțin de un minut. Apoi arborele este descărcat, următorul este încărcat și așa mai departe.
Și acum uita-te la fotografia fileului prelucrat. Da, este o imagine în oglindă, așa cum am promis. Dar, cel mai important, acum conține presiuni reziduale de compresie. Și când alternativ sarcini asupra tensiunii de arbore nu va mai roti ca înainte „compresiune-tracțiune, compresiune, tracțiune,“ și un mod mai favorabil, „zero-compresie, compresie zero.“ Din acest motiv, rezistența la oboseală a arborelui cotit va crește de mai multe ori. Și mai mult: clasa de curățenie a fileurilor crește, nu au nevoie de un tratament de finisare.
Experții au stabilit lung între geometria efortului de armare și materialul sculei și amploarea tensiunilor reziduale. Pentru întărirea diferitelor părți, s-au creat dispozitive și echipamente sofisticate. Masinile de armare pot dezvolta o presiune pulsatoare, care creste eficienta prelucrarii. Există un echipament cu microprocesor de control - întărește nu numai, dar, de asemenea, vă permite să se stabilească tensiunile reziduale și deformarea, corectarea curbură, eliminând bătăile inimii.
Multe sunt interesante - suficient pentru zeci, dacă nu sute de publicații despre arborele cotit. Tocmai am vorbit despre vechea, bună, fiabilă tehnologie de lucru de armare a fileurilor. Ne-au spus într-o formă deliberat de populară. Dacă știți despre această tehnologie - îmi pare rău; nu știu - atunci veți ști acum. După cum se spune în astfel de cazuri, vă mulțumesc pentru atenție și vă revăd.
Trimiteți-le prietenilor: