Страницы статьи: 1 2 3 4 5 |
Если в отливке преобладают термические напряжения, то толстые части отливки имеют склонность уменьшаться в длину, а тонкие -увеличиваться. Если толстые и тонкие сечения отливки не распределяются симметрично, то наступает прогиб отливки, причем толстые части находятся на внутренней стороне дуги (Рис. 3 - пунктирные линии).
Рис. 3. Деформация стальных отливок (а, б) таврового сечения разной толщины (1, 2) под влиянием термических напряжений.
Возможность предусмотреть вид деформации отливок различной конфигурации имеет большое практическое значение. Например, когда нельзя сконструировать отливку, которая не деформировалась бы вследствие внутренних термических напряжений, изготовляют модель с прогибом, обратным тому, какой имеет отливка.
На Рис. 4 показано несколько сечений отливок. Неравномерная скорость остывания тепловых узлов, расположенных на стыке стенок, приводит к термическим напряжениям. При этом балки а и б не прогибаются, так как они имеют симметричное построение; балки в, г, д подвергаются искривлению и принимают вид дуги, обращенной вогнутой частью книзу, так как тепловые узлы на стыке стенок находятся ниже нейтральной оси сечения.
Рис. 4. Деформация балок различного сечения под влиянием термических напряжений (а- ж).
Балки с сечением е, ж, хотя и похожи по конфигурации на балки с сечением в, г, но имеют иное расположение тепловых узлов и изгибаются в другую сторону. С помощью уравнивающих ребер, отмеченных пунктирными линиями на Рис. 4, помещенных на концах отливки, можно противодей ствовать ее искривлению (За счет сопротивления усадке, оказываемого формой.).
На Рис. 5 изображена станина токарного, станка (толстые направляющие и тонкое основание), деформированная под воздействием термических напряжений. Пунктирной линией показан выгиб, который следует придавать модели для компенсирования деформации отливки и получения прямой станины (Величина выгиба модели не соответствует полностью приведенному на Рис. 295 прогибу отливки и поэтому должна рассматриваться, как схематическая.).
Рис. 5. Деформация станины токарного станка под влиянием термических напряжений
1 - деформация станины, 2 - ьз.гиб модели для компенсации деформации отливки.
На Рис. 6, а показана деформация гладкой плиты. Ввиду более быстрого остывания краев и верхней части плиты (по сравнению со средней и нижней частями), она подверглась деформации. Увеличивая толщину краев с помощью ребер (Рис. 6, б) можно избежать деформации плиты.
Рис. 6. Деформация плиты под влиянием тепловых напряжений: а - гладкая плита; б - плита с ребрами по краям.
В некоторых, довольно редких случаях графитизация чугунной отливки может оказать столь большое влияние на увеличение объема ее толстых частей, что отливка может деформироваться в направлении, обратном обычному (Рис. 7, а).
Для снятия напряжений в чугунных отливках применяется термическая обработка: медленный нагрев до температуры 500-600° С с выдержкой при этой температуре в течение двух-трех часов, затем медленное охлаждение. Даже при нагреве до небольших температур можно заметить уменьшение напряжений, однако время на термическую обработку в этом случае должно быть более длительным (Рис. 8, а, б). Длительный отпуск чугунных отливок при температуре свыше 550-600° С вызывает не только уменьшение напряжений, но и графитизацию чугуна с возможным понижением механических свойств.
Термическая обработка может применяться перед механической или (что еще лучше) после грубой обработки и перед окончательной отделкой. Следует подчеркнуть огромное влияние отжига на сохранение неизменяемости размеров отливки. Поэтому для ответственных отливок (станины станков, корпуса двигателей и т. д.), конструктор должен давать ясные указания о проведении соответствующей термической обработки.
Чтобы устранить напряжения в стальных отливках, их нагревают до температуры около 650° С, выдерживают некоторое время при этой температуре, а затем медленно охлаждают. Нагревая отливки до температуры, несколько меньшей области пластичности, можно также уменьшить напряжения, однако время выдержки при этой температуре должно быть значительно большим. На Рис. 8, в, г изображено влияние температуры и времени отпуска стальных отливок на снятие напряжений. Как хорошо известно, обычно стальные отливки подвергают термической обработке с целью изменения их структуры и повышения механических свойств, причем температура такой обработки выше 650° С; поэтому термическая обработка для снятия напряжений с нагревом до 650° и ниже должна рассматриваться только как последняя фаза сложной термической обработки, или как отпуск для снятия напряжений после механической обработки стальной отливки, прошедшей полный цикл термической обработки.
Рис. 7. Деформация балок таврового сечения: а- чугунные балки - графитизация и термические напряжения; б - стальные балки - термические напряжения.
Страницы статьи: 1 2 3 4 5 |
Опубликовано: 2014.09.02 Обновлено: 2014.10.05 | 
