книги / Усталость крупных деталей машин

Т а б л и ц а

103

Результаты испытаний на усталость образцов

из литой углеродистой

стали

с высверленными отверстиями

Диаметр

Диаметр

d,

d

° - 1

(0)

° - i (и

а- 1

(2)

образца D,

отверстия

D

мм

мм

МПа

0

0

210

0,3

0,03

175

145

180

10

0,5

0,05

157

140

170

461

1,0

0,10

135

150

165

2,0

0,20

105

160

160

0

0

201

525

0,5

0,01

152

146

155

487

50

1,0

0,02

145

135

150

525

.2,0

0,05

117

128

128

487

5,0

0,10

105

127

134

525

100

0

0

180

470

2,0

0,02

105

—

—

488

Т а б л и ц а

104

Результаты испытаний образцов из литой углеродистой стали

с дефектами типа раковин

Диаметр

Диаметр

МПа

° -1

(0)*

МПа

образца D,

раковин d,

мм

мм

0 — 0,2

460

165

485

180

100

470

180

0 ,5 — 1,5

539

120

4 — 8,0

539

92

0

525

201

50

0 ,4 — 1,0

477

145

1 ,5 - 2 ,5

477

115

3 ,0 — 5,0

477

105

6-1(d)

Уменьшение

пределов

вы­

6 -1

носливости вследствие наличия

80

раковины

или

просверленного

отверстия

практически

одина­

60

ково. Коэффициент выносливо­

сти —1(0)' целой

отливки из уг-

<*0

стали

различен и

леродистой

20

в зависимости

от

размера

об­

разцов

составляет

0,46—0,36

для

образцов диаметром

10—

100 мм.

Рис. 87. Влияние дефекта на усталость при

Пределы выносливости отли­

вок

из

углеродистой стали со­

изгибе валов диаметром 100 мм из литой

стали:

ставляют около 80%

предела

1 — газовые раковины; 2 — усадочные Tre-

выносливости стальных поковок

l . l H H b l

с таким

же временным

сопро­

тивлением.

рис. 87, где через

(0) и a_i (д) обозначены пределы выносливости

соответственно для образцов без дефектов и с дефектами.

В результате обработки опытных данных авторы предлагают

следующую формулу для определения предела

выносливости об­

разцов

с дефектами:

(д) =

a.j (0) — А (1 +

lg d),

где А =

= 50

МПа для раковин и

А = 70 МПа

для

трещин.

1. Андреи ко В . М . Машина

для испытания

на усталость

крупных

образцов.

Труды ЦНИИТМ АШ , вып.

40. М .: О Н ТИ

ЦНИИТМ АШ ,

1963, с.

104— 111.

2. Андренко В . М .,

Бринберг И. Л . Сопротивление усталости стали 16ГНМА

с заваренными участками

и приваренными планками. — В кн .: Исследования по

упрочнению деталей машин. М .: Машиностроение,

1972, кн.

111,

с. 157— 165.

3. Влияние масштабного фактора и прессовой

посадки

на

циклическую

легированного алюминием/И. В . К удрявцев, Н .

М. Саввина, Б .

Б . Чечулин,

А. И. Ямщ икова. — В кн.: Усталость металлов

и сплавов. М .:

Н аука, 1971,

с. 8 1 - 8 6 .

4. Влияние технологических и конструктивных факторов на

усталостную

Заводская лаборатория, 1964,

№ 5, с. 608— 609.

7. Иванова В . С., Одинг И. А . Усталость металлов при контактном тре­

нии. — И зв. АН СССР. О ТН ,

1957, № 1, с. 95 — 102.

8.

Иванова В. С., Терентьев В . Ф . Природа усталости металлов. М .: М етал­

лургия,

1975. 455 с.

9. Итон Ф . Ч . Испытания на усталость больших валов из легированной

стали. У сталость металлов: Сб. статей/Пер. с

англ. Под ред. Г . В . У ж ика. М .:

И Л, 1961, с. 183— 193.

10. Когаев В . П . Расчеты

на

прочность

при напряжениях, переменных

во времени. М .: Машиностроение,

1977. 232 с.

шиностроении. М .: М ашгиз,

1951. 278 с.

13.

Кудрявцев И. В . Основы выбора режима упрочняющего поверхностного

наклепа

ударным способом

(методом чеканки). — В кн .: Повышение долговеч­

машиностроения,

1964, N° 6,

с. 50— 54.

15. Кудрявцев И. В ., Андренко В. М ., Рымынова Е . В . Выносливость при

изгибе крупных

резьбовых

стяж ек. — Вестник машиностроения, 1974, № 9,

усталости стали 25Х Н ЗМ Ф А , обусловленные

размерами и

концентрацией на­

пряжения. — Проблемы прочности, 1978,

№

4, с. 17— 22.

19. Кудрявцев И. В ., Наумченков Н.

Е .

Исследование

выносливости сбор­

машиностроения,

1969, № 2, с.

18— 20.

23. Наумченков Н. Е . Исследование усталостной прочности соединений стали

22К ,

выполненных различными

способами. — Сварочное

производство,

1965,

No 7,

с. 32— 34.

24. Наумченков Н. Е . Прочность сварны х крестообразных соединений стали

СтЗ при дуговой сварке. — Сварочное производство,

1966, № 2, с. 5— 7.

25. Наумченков Н. Е . Усталостная прочность

штуцерных сварны х соедине­

ний. — Сварочное

производство,

1966, № 7, с.

6 — 10.

26. Патон Б . Е ., Медовар Б . И ., Бойко Г. А . Перспективы изготовления

коленчатых валов

судовы х

дизелей

методом электрош лакового литья. —

В кн.:

Рафинирующие переплавы.

Киев:

Н аукова думка,

1974,

с. 69 — 75.

27. Петерсон

Р. Коэффициенты

концентрации

напряжений. Графики

и фор­

Мир, 1977. 302 с.

28. Петросов В . В . Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента.

М .: Машиностроение,

1977.

167 с.

29. Похмурский В. И. Коррозионно-усталостная прочность сталей и методы

ее

повышения. Киев:

Н аукова думка,

1974. 186 с.

30. Прочность материалов и конструкций. Сборник, посвященный семиде­

сятилетию академика

АН УССР С. В . Серенсена. Киев: Н аукова дум ка,

1975.

384 с.

31. П ухнерО . Влияние собственных напряжений, возбужденных в материале,

на

предел усталости. — Ч ехословацкая

тяж елая промышленность,

1961,

№ 1,

с.

4 — 11.

32. Рогожкина А . Е .,

Азоркин Н.

3 . Повышение надежности

валов

тепло­

строения,

1967,

No 12,

с. 50— 51.

33. Серенсен С. В .,

Гарф М. Э .,

Козлов Л . А . Машины для

испытаний на

усталость. М .: Машгиз,

1957.

404

с.

34. Серенсен С. В .,

Когаев

В. П ., Шнейдерович Р. М . Н есущ ая способность

и расчеты

деталей машин на прочность. М .: Машиностроение, 1975. 488 с.

35. Степнов

М . Н.

Статистическая

обработка результатов

механических

испытаний. М .:

Машиностроение, 1972.

232 с.

и установки»,

1964, № 4, с. 81— 99.

37. Труфяков

В. И. Усталость сварны х соединений. Киев: Н аукова

думка,

1973.

216

с.

38. Уотерхауз

Р . Б . Фреттинг-коррозия/П ер. с англ. Л .: Машиностроение,

1976.

272

с.

39. У становка для испытаний на усталость

и коррозионную усталость круп­

ногабаритных

образцов-валов/Г. В . Карпенко,

Р . Г . Погорецкий,

Г . Н ‘

Фили­

монов

и др.

Физико-химическая механика материалов, 1973, №

2, с.

84— 88.

40. Филимонов Г. М .,

Балацкий

Л .

Т .

Ф регги нг в

соединениях судовых

деталей. Л .: Судостроение, 1973. 296

с.

41. Хейвуд Р. Р . Проектирование с

учетом усталости/Пер. с англ. Под ред.

И. Ф . Образцова. М .: Машиностроение, 1969. 504 с.

42. Ш кольник

Л . М. Методика

усталостных

испытаний. Справочник. М .:

М еталлургия, 1978.

302

с.

43. Электромагнитная вибрационная машина для испытания сварны х со­

единений на

вы носливость/В . И. Труф яков,

М . И. Сидоренко,

В . А. Сахарнов,

В . С. К овальчук. —

Автоматическая

сварка,

1958, № 12,

с. 84— 90.

44. Яцкевич С. И ., Наумченков Н. Е . Н овая машина для испытаний на уста­

лость

валов

диаметром

до

200

мм. — Заводская

лаборатория,

1957,

№ 6,

с. 734— 738.

45. Cornelius Е . A .

D ie D auerdrehw echselfestigkeit von W ellen

unter

dem

E in flu B

von

PreBsitzen .

K onstruktion.

1957. N 8,

s.

2— 18.

46.

Dorey S . F .,

Smedley G . P . The

Influence

of F ille t

Radius

of

the Fatigu e

Strengths of

Large

Steel

Sh afts.

Internationale

Conference

on Fatigu e of

M etals,

London,

Septem ber

1956,

p.

1— 12.

47.

Fatigue

Strength

of

Carbon— Steel

Castings.

H .

Ouchida,

K.

Chijiiw a

J . H oshino,

K. N ishioka. —

B u lletin of

ISM E ,

1967, vol. 10, No. 39, p. 438— 448.

48.

Horger

O.

Fatigu e

C haracteristics

of

Large

Sections. —

Fatigu e,

Cle­

veland,

O ctober

1953, Copyright

1954

by

ASM

Cleveland,

Ohio,

p.

77— 118.

49.

Horger

O.

Fatigu e of schafts

by

Frettin g Corrosion. —

Proc.

In ti.

Conf.

Fatigu e

of M etals,

London,

1956.

408

p.

50.

Kameoka T .,

Nishihara

M .t Fukue

Y. Fatigu e

strength of very large cast

steel

cranshafts w ith

surface cold

rolling

of

their fillits,

Transactions. The

Institu te

of M arine Ingineers,

(Jap an ),

1971, vol. 83, part 8, p.

205— 219.

51.

Ouchida

H. Fatigu e

Strength

and

Size

E ffect

of Shrink -fitted

Specim ens.

B u lletin

of ISM E ,

1962,

vol.

5,

n

20,

p.

587— 595.

Введение

3

Г л а в а

I. Оборудование

для

испытания

на

усталость

крупных дета­

лей машин

5

1.

Отечественные испытательные машины

6

2. Зарубежные испытательные машины

18

Г л а в а

II. Усталость

крупных

деталей

машин при

изгибе.

20

1.

О

методике

испытаний

у с т а л о с т ь

............................................................

20

2. Усталость при изгибе гладких и

ступенчатых

стальны х

валов

диаметром до 280 мм

25

3. Масштабный фактор в усталости

валов

с кольцевыми надрезами

30

4. Усталость

электрош лакового

литья

и

кованой

стал и . . .

33

5.

Усталость

коленчатых

мощных

судовы х

дизелей .

35

6.

Усталость

крупных

деталей

асимметричных

ц и кл ах.

40

7.

Влияние

правки

на

усталость

пластинчатых

деталей .

45

Г л а в а

I II .

Усталость крупных деталей

машин при кручении.

49

1. О соотношении пределов выносливости сталей при изгибе и кру­

чении .....................................................................................................................................

49

2. У сталость

прямых гладких и ступенчатых валов при кручении

51

3. Усталость

при

кручении

коленчатых валов

61

Г л а в а

IV .

Усталость крупных деталей машин в зонах контакта.

63

1.

Усталость

крупных

валов

неподвижными

посадками....................

63

2. Влияние

материала

и

толщины прокладок

в

местах контакта

на усталость

стальных

п л а с т и н ......................................................................

68

3.

Влияние частоты нагружения на сопротивление усталости

валов

в зоне

неподвижных

посадок .

. .

..............................

70

4. Причины

повышения сопротивления усталости стали в резуль­

тате поверхностного

наклепа

в зонахз а д е л к и ..............................................

71

5.

Влияние

прокатной окалины на сопротивление усталости го­

рячекатаной с т а л

и

........................................

............................................

74

6. Влияние

абсолютных размеров и поверхностной закалки на

сопротивление

усталости

валов

с

прессовымипосадками.

76

7. Способ

обработки

поверхностей

контакта

пластинчатых

дета­

лей для повышения их сопротивления усталости и сопротивле­

ния сдвигу ...............................................................................

79

8.

Усталость

плоских образцов сечением 3 0 0 X 4 0 0

м м ..............................

85

9. Усталость

крупных валов с прессовыми посадками в зависи ­

мости от способа термообработки

. . . .

86

10.

Испытания на

усталость

крупных валов с прессовыми

посад­

ками

в США

91

Г л а в а

V .

Упрочнение

крупных

деталей

машин

поверхностным на­

клепом

95

Иван

Васильевич

Кудрявцев

Николай

Ермолаевич Наумченков

Нина Михайловна Саввина

УСТАЛОСТЬ К Р У П Н Ы Х

Д ЕТА ЛЕЙ МАШИН