Конструкций изготовляемых

Применительно к элементам авиационных конструкций, изготавливаемых из высокопрочных сталей с пределом прочности более 1800 МПа, имеющих структуру МР, развитие усталостных трещин в окружающей среде происходит по границам зерен с разной интенсивностью формирования продуктов коррозии в виде окислов в направлении роста трещины. Так, например, разрушение шлиц-шарнира опоры шасси самолета Ту-154Б произошло в эксплуатации по механизму коррозии под напряжением (рис. 7.30). Деталь изготовлена

Таким образом, все рассмотренные результаты лабораторных испытаний и разрушений гибов в условиях эксплуатации подтвердили состоятельность параметрической диаграммы стали 12Х1МФ и показали, что граница 5%-ной вероятности разрушения позволяет получать оценки допускаемых напряжений в элементах конструкций, изготавливаемых из стали 12X1МФ.

Основная часть массовых металлических конструкций изготавливается электрической дуговой сваркой. Ее преобладающее положение среди других видов сварки сохранится еще на долгое время [84]. Вследствие этого вопросы прочности, надежности и долговечности, сварных конструкций, изготавливаемых и ремонтируемых различными видами дуговой сварки, находятся постоянно в центре внимания исследователей.

5. Сверхлегкие конструкционные сплавы. Сверхлегкие конструкционные сплавы созданы па основе магния или алюминия посредством легирования их самым легким металлом —литием (Li; удельный вес 0,53 Г/см3, Тсолидус= 186 °С). Такое легирование не только снижает удельный вес сплава, но и, что самое важное, улучшает пластические свойства (снижается температура, допускающая обработку давлением) и повышает модуль упругости, обеспечивая тем самым большую жесткость конструкций, изготавливаемых из магниеволитиевых сплавов (МЛС), по сравнению с жесткостью конструкции того же веса из других металлических материалов, включая сталь и титан. Удельный вес заключен в пределах 1,3—1,65 Г/см3; это ниже удельного веса промышленных магниевых

Перлитные стали являются наиболее распространенными в сварных конструкциях паровых и газовых турбин. Объем конструкций, изготавливаемых из них, в несколько раз превосходит объем сварных изделий, изготавливаемых из сталей других классов.

Для рассматриваемых конструкций, изготавливаемых преимущественно из малоуглеродистой стали, наиболее эффективным является применение различных методов автоматической и полуавтоматической сварки. Термическая обработка подобных узлов вводится лишь при наличии высоких требований к их точности, например, при необходимости отсутствия коробления фланцев цилиндров низкого давления.

3.4.2. При расчете конструкций, изготавливаемых из материалов с пониженной пластичностью в интервале эксплуатационных температур (при температурах деформационного старения), характеристики пластичности по п. 3.4.1 принимаются для температур, соответствующих минимальным значениям i^. Повышение величин aj>2, OB и O-i за счет старения в расчетах не учитывается.

ходные характеристики клапанов. Так как в настоящее время отсутствуют такие характеристики для всех клапанов стандартизованных конструкций, изготавливаемых по действующим межведомственным нормалям (МВН), ниже для сведения приводятся полученные при специальных испытаниях характеристики следующих клапанов: четырех-створчатого жалюзийного (по МВН 664—60), четырехстворчатого с разделительными перегородками (рекомендуемая для больших сечений конструкция), одностворчатого.

Решение вопроса о том, какого положения следует придерживаться в каждом отдельном случае, зависит от вида производства сварной конструкции и от степени сложности ее элементов. Для конструкций, изготавливаемых в условиях единичного или мелкосерийного производства, достаточно выполнения только одного чертежа общего вида, если конструкция состоит из элементов, отличающихся простотой форм и однообразием операций их изготовления. Если же в конструкцию входят элементы относительно сложной формы (имеются в виду элементы, получаемые фасонной резкой, гибкой или штамповкой, а также элементы, обрабатываемые на металлорежущих станках до их приварки на место), то на них нужны отдельные рабочие чертежи. При серийном и массовом производстве, на каждый элемент сварной конструкции любой сложности необходим отдельный рабочий чертеж.

Наглядным примером в этом отношении является проблема хладостойкости сварных конструкций, изготавливаемых из обычных конструкционных сталей и эксплуатируемых в атмосферных условиях с температурами не ниже минус 60-70 "С. Эти конструкции довольно многочисленны — опоры линий электропередач, некоторые трубопроводы, мосты, строительная техника, транспортные конструкции, машины добывающей промышленности, работающие на открытом воздухе, и др. Многие из них работают при температурах ниже первой критической температуры хрупкости, когда не исключено внезапное разрушение с выходом конструкции из строя. Между тем существуют более дефицитные и дорогие марки сталей и технологии их производства, при которых хрупкие разрушения сварных конструкций при климатических низких температурах могут быть полностью исключены. Таким образом, проблема хладостойкости в определенной мере является не столько проблемой технической, сколько экономической. Значительное влияние фактор стоимости оказывает на сварные конструкции массового выпуска. Здесь проявляется возможность обеспечить существенную экономию средств за счет механизации и автоматизации производства, применения специальных приспособлений и транспортных средств, методов сварки, удобных для автоматизации, и т.д. Например, стоимость сложного по форме кузова автомобиля в десятки раз меньше, чем стоимость аналогичных конструкций при единичном способе их производства.

Оценка сопротивления конструкций хрупкому разрушению, базирующаяся на основе силовых и энергетических критериев линейной механики разрушения (критические значения коэффициентов интенсивности напряжений и поверхностной энергии), с введением поправок на размеры зон пластичности, как известно, оказалась возможной для конструкций, изготавливаемых из материалов повышенной прочности и низкой пластичности. Однако при указанных выше подходах критических характеристик разрушения, экспериментально определенных на лабораторных образцах, оказывается недостаточно в силу их существенной зависимости от абсолютных размеров сечений, температур, скоростей и способов нагружения. В связи с этим расчет накапливаемых эксплуатационных повреждений при наличии исходных трещин должен проводиться с привлечением дополнительных критериев, к числу которых в первую очередь следует отнести критические значения коэффициентов интенсивности деформаций, температур хрупкости, характеризующих переход от одного вида разрушения к другому (от вязкого с образованием мак-ропластических деформаций к квазихрупкому и хрупкому, сопровождающемуся местными пластическими деформациями в вершине трещин).

В антикоррозионной практике широко применяются для защиты изделий, деталей и конструкций, изготовляемых главным образом из углеродистой стали, различные металлические и неметаллические покрытия. Более распространены металлические покрытия; меньшее применение нашли покрытия, образованные в результате химической и электрохимической обработки металли-

Этот метод позволяет повысить качество изделий, сократить сроки и стоимость конструирования, изготовления и модернизации изделий за счет широкого использования типовых, унифицированных и стандартных элементов конструкций, изготовляемых на специализированных и автоматизированных предприятиях.

Сплав ВТЗ рекомендуется для деталей и изделий, работающих до 350°, сплавы ВТ6 и ВТбС—до 400° и сплавы ВТ4 и ОТ4-2 —до 450°. Сплавы ВТЗ и ВТ6 применяются для лопаток компрессора двигателя и др. деталей; сплавы ОТ4-2, ВТ4 и ВТ6С — для деталей и силовых элементов конструкций, изготовляемых с применением сварки.

В 1965 г. уровень механизации сварочных работ намного превысил плановое задание(40%) и составилпочти 50%, ав!968г.—53,5%. Советский Союз по выпуску конструкций, изготовляемых дуговой сваркой (по отношению к выпуску стали и проката), опередил США и ФРГ.

В условиях массового производства, характеризуемого в большинстве случаев значительной устойчивостью конструкций изготовляемых деталей машин, типизация технологических процессов имеет подчиненное значение. Зто объясняется загрузкой станков одной и той же операцией, что обусловливает применение специального оборудования и специальной оснастки. В таких условиях заводская типизация сводится к разработке соответствующих организационных предпосылок, обеспечивающих технологическую устойчивость значений точности и чистоты обработанных поверхностей различных деталей в соответствии с заданными техническими условиями для их изготовления. Центр тяжести типизации в массовом производстве переносится на отраслевую типизацию основных наиболее сложных деталей. Для изготовления этих деталей должны разрабатываться наивыгоднейшие варианты технологических процессов обработки для различных заводов, выпускающих 1машины одного и того же назначения, при различных масштабах производства.

ния морального износа приспособлений иногда ограничивались конструированием специальных приспособлений, рассчитанных на узкий диапазон строго определенных конструкций изготовляемых деталей одного и того же целевого назначения, с тем чтобы при переходе с одной конструкции на другую размеры базирующих и зажимных элементов приспособления могли быть изменены в соответствии с формой и размерами новой конструкции детали данного типа. Это легко сделать, например, в изображенном на фиг. 216 приспособлении для фрезерования боковых поверхностей шатуна на четы-рехшпиндельном станке.

В крупносерийном и массовом производстве с устойчивым объектом производства применение системы агрегатирования приспособлений Становится уже менее экономичным, так как затраты на специальное приспособление в большинстве случаев окупаются» длителыюе-'рью его эксплуатации, выраженной числом изготовленных деталей. Если смена конструкций изготовляемых объектов происходит сравнительно часто, то целесообразность применения приспособлений агрегатной конструкции не вызывает сомнений.

Номенклатура комплектующих изделий и деталей непрерывно расширяется. Объясняется это усложнением конструкций изготовляемых машин (оборудования), форсированием режимов их эксплуатации, повышением нагрузок и рабочих температур, что требует применения соответствующих взаимозаменяемых деталей и узлов производства специализированных заводов. С каждым годом все больше и больше таких изделий заказывают машиностроительные заводы, в результате чего каталоги специализированных предприятий становятся важным спутником официальной стандартизации. На рис. 2 в качестве примера показаны футерованные винипластом или полиэтиленом трубы и тройники, изготовляемые специализированными предприятиями. Применение таких изделий существенно снижает расход нержавеющей стали, повышает долговечность труб и тройников и уменьшает их стоимость.

Агрегатирование и взаимозаменяемость. Задачей является изыскание совместно с конструкторами и технологами возможностей агрегатирования конструкций изготовляемых машин, механизмов, аппаратов, приборов и различных средств автоматизации, а также технологической оснастки; систематическая работа по расширению областей взаимозаменяемости и участие в работах по ее внедрению.

Наилучшее сочетание свойств получается, когда детали перед термической обработкой подвергают нормализации при 1000—1020° С. Сталь хорошо прокаливается в сечении по диаметру до 180 мм и азотируется при 560— 600° С до Я У 700—950 (толщина азотированного слоя 0,11—0,30 мм) при длительности азотирования от 8 до 48 ч. Сталь сваривается всеми видами сварки, но с обязательным отпуском после сварки при 550—580° С для снятия внутренних напряжений. Для сварных конструкций, изготовляемых из листов, поковок, колец, применяют сталь ЭИ962, являющуюся модификацией стали ЭИ961.

Высокий отпуск с целью релаксации остаточных напряжений рекомендуется: а) для элементов больших толщин (свыше 30—40 мм при малоуглеродистых сталях); б) для конструкций, которые после сварки обрабатываются (в особенности по первому и второму классам точности); в) для элементов, подвергающихся значительной правке после сварки, и г) для конструкций, изготовляемых из сред-неуглеродистых и легированных сталей, работающих под действием динамических нагрузок, вне зависимости от толщины листа.