Конструкций обеспечивается

При соединении тонколистовых конструкций необходимо разгрузить листы от усилий клепания. Чаще всего для этого применяют вытяжные формирующие прошивки. Заклепку вместе с предварительно заведенной в нее прошивкой устанавливают в отверстие головкой наружу. Затем, опираясь на головку, вытягивают прошивку, формируя замыкающую головку. . Типичные конструкции легких закладных заклепок приведены на рис. 215.

свое функциональное назначение: они позволяют уменьшить деформации изгиба вала от приложенных сил F, повысить долговечность и надежность двигателя за счет улучшения работы подшипников и других деталей шатунно-поршневой группы. При структурном анализе подобных конструкций необходимо выявлять эти дополнительные связи, учитывать их при составлении расчетной схемы механизма и разработке технологии изготовления деталей. Технологическое обеспечение требуемой точности изготовления разобщенных поверхностей элементов кинематической пары хотя и связано с большими затратами средств, но эти затраты окупаются за счет снижения эксплуатационных расходов и увеличения ресурса работы машин.

Поведение прогнозируемых объектов существенно зависит от их взаимодействия с окружающей средой, а также характера и интенсивности процессов эксплуатации. Для предсказания поведения составных частей оборудования и элементов конструкций необходимо рассматривать процессы деформирования, изнашивания, накопления повреждений и разрушения при переменных нагрузках, температурах и других внешних воздействиях. Чтобы судить о показателях безотказности и долговечности объекта в целом, недостаточно знать только показатели отдельных элементов. К тому же, многие конструкции уникальны или малосерийны, их блоки и агрегаты слишком громоздки или дороги, поэтому нельзя рассчитывать на накопление статистической информации на основе их стендовых или натурных испытаний. В связи с этим для оценки показателей безотказности и долговечности механических систем применяют в основном рас-четно-теоретический метод, основанный на статистических данных относительно свойств материалов, нагрузок и воздействий.

При исследовании сварных соединений необходимо ориентироваться на испытание образцов, в которых воспроизведены условия сварки и эксплуатации конструкций. Необходимо также учитывать особенности дефектов сварки, которые имеют остроту концентратов, существенно отличную от остроты трещины. Например, радиус в вершине непровара или несплавления может изменяться от 0,001 до 2 мм. Этот онцентратор может работать как трещина и в то же время иметь значительные отличия от нее с увеличением радиуса в вершине. Поэтому формальный подход при оценке трещиностойкости сварных конструкций может привести к серьезным ошибкам. В связи с этим представляется весьма важным моментом прежде всего определение влияния начального радиуса концентратора на его критическое раскрытие 5С. Для этой цели воспользуемся результатами работы /27/, где для оценки сопротивляемости сварных соединений квазихрупким разрушениям был предложен критерий Vc— критический коэффициент интенсивности деформаций, учитывающий изменение механических свойств металла в зоне концентратора в процессе термопластического цикла сварки и величину радиуса в его вершине рс. При этом

Влияние указанных факторов на работоспособность сварных сосудов и трубопроводов следует учитывать не только на стадии их проектирования, но и в процессе выбора способа и режимов сварки, присадочного и основного материала, температуры предварительного подогрева, режимов послесварочной термической обработки, а также на других этапах технологической подготовки производства. В связи с этим для успешного создания оболочковых конструкций необходимо тесно увязывать работу технолога и конструктора. Последнее позволит учесть в процессе проектирования недостатки технологического процесса, обоснованно и всесторонне подойти к возможности перехода на более прочные металлы, а в ряде случаев специальными технологическими приемами устранить отрицательное воздействие термического цикла сварки на прочность оболочковых конструкций.

Для получения приемлемых результатов при исследовании несущей способности сварных соединений оболочковых конструкций необходимо определить круг допущений, которые, не искажая сути явлений и особенностей их механического поведения под действием нагрузок, позволили бы решить поставленные в работе задачи. Последнее связано с тем, что на работоспособность рассматриваемых соединений влияет большое число факторов как значимых (т.е. определяющих уровень несущей способности соединений), так и второстепенных (например, неоднородность внешнего воздействия, нестабильность геометрических параметров соединений и т.п.), учет которых практически исключает решение поставленной задачи.

Для определения механических характеристик сварных соединений оболочковых конструкций необходимо прежде всего замерить геометрические размеры соединений, вырезаемых образцов и в конструкции, после чего подсчитываются относительные параметры к^о), \о)> к(к) и п (на основании данных о месторасположении сварного шва в оболочке, см. рис. 2.1). Затем по зависимостям (3.62) — (3.65) подсчитывается соответствующее поперечному- сечению образца значение Кк^ (отвечающее конкретной геометрии мягкой прослойки). И, наконец, по (3.68) определяется величина А"* с учетом экспериментальных значений °тв(оъ полученных в результате испытания вырезаемых образцов.

При разработке рекомендаций по конструктивно-технологическому проектированию сварных соединений оболочковых конструкций необходимо иметь в виду следующие моменты Во-первых, специфика на-груженности оболочковых конструкций такова, что материал оболочки и их соединения работают в условиях двухосного нагружения. При этом соотношение напряжений в стенке оболочки п = <3% I <3\ определяется типом и геометрической формой оболочковой конструкции и ее нагруже-нисм в процессе эксплуатации (см. рис. 2.1). С другой стороны, особенности технологического процесса сварки рассматриваемых конструкций из различных материалов (высокопрочных сталей и сплавов, термоупрочненных и нагартованных сталей и сплавов, теплоустойчивых сталей и т.п.) способствуют появлению механической неоднородности в их сварных соединениях. Так, например, при сварке конструкций из высокопрочных сталей и сплавов для обеспечения технологической прочности сварных швов, как правило, используются более пластичные, но менее прочные чем основной металл присадочные проволоки /125/. При этом менее прочный сварной шов, который выступает в данном случае в качестве мягкой прослойки, является наиболее слабым звеном оболочковых конструкций и лимитирует их Hec>m\K> способность в целом. При сварке оболочковых конструкций из нагартованных или термоупроч-нснных материалов в качестве мягкой прослойки выступают разупроч-ненные участки в зоне термического влияния, геометрическая форма которых (наклонная шевронная или прямая) определяется типом разделки кромок под сварку. Сварные стыки оболочковых конструкций, выполненных из термоупрочненных сталей, как правило, изготовляют с применением облицовки одной либо обеих свариваемых кромок. Металл облицовочного слоя содержит необходимые карбидообразующие элементы, связывающие углерод и уменьшающие, тем самым, вероятность образования в околошовной зоне малопластичных структур. В общем случае соотношение прочностных характеристик основного металла, металла шва и облицовочного слоя может быть самым различ-

Для обеспечения нормальных условий эксплуатации кранов и подкрановых конструкций необходимо осуществлять монтаж

Габариты конструкций необходимо определять после проработки компоновочных и общестроительных решений здания с обязательным соблюдением требований, изложенных в «Правилах устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных механизмов», и других требований, определяющих габариты приближения оборудования к конструкциям (наличие проходов, размещение коммуникаций и т.п.) рис. 2.10. Габариты конструкций и масса отправочных элементов должны удовлетворять требованиям перевозки по железным дорогам, автотранспортом либо другими транспортными средствами, а также соответствовать грузоподъемности монтажных механизмов. Предельные размеры температурных блоков, на которые разбивается здание в продольном и поперечном направлениях, не должны превосходить значений, указанных в СНиП П-23-81*, п.13.5 табл.42. В тех случаях, когда требуется увеличение ширины здания, необходимо применять специальные конструктивные решения, уменьшающие усилия, возникающие при температурных деформациях. К таким решениям относятся:

20. При расчете на прочность и устойчивость элементов конструкций помимо коэффициентов условий работы, принимаемых в соответствии с главами СНиП на проектирование металлических и железобетонных конструкций, необходимо дополнительно вводить коэффициент условий работы mkp, учитывающий особенности сейсмического воздействия (кратковременность и повторяемость землетрясений). Коэффициент mkp принимается по табл.19.7 в [16].

Мероприятия по повышению работоспособности могут реализовываться при проектировании, изготовлении и эксплуатации конструкции. На стадии проектирования работоспособность конструкций обеспечивается рациональным конструированием сварных соединений: правильным расчетом; исключением концентраторов напряжений и наложения швов в высоконапряженных зонах; уменьшением жесткости конструктивных элементов и размеров зон с остаточными напряжениями; рациональной последовательностью наложения швов; выбором оптимального состава и улучшением свойств основного металла перед сваркой; подбором рациональных присадочных материалов, выбором рациональной формы шва и др.

При различных схемах нагружения в условиях воздействия агрессивных сред я ровыщенных температур повышение работоспособности элементов конструкций обеспечивается применением материалов, сочетающих в себе наряду с прочностью также высокую жаро- и коррозионную стойкость- В этом направлении перспективными можно считать композиционные материалы, состоящие из малоуглеродистой или легированной стали упрочненной стальными, молибденовыми или вольфрамовыми проволочками. Связь армирующих проволочек с матрицей осуществляется в результате диффузионного насыщения титаном, никелем, хромом, вольфрамом или их комбинациями.

Отметим, что правомочность распространения метода линий скольжения на данный случай нагружения конструкций обеспечивается в том случае, когда линии скольжения в деформируемом теле и характеристики (т.е. интегральные кривые дифференциального уравнения, вытекающего из решения уравнений равновесия совместно с условием пластичности) совпадают.

Отметим, что правомочность распространения метода линий скольжения на данный случай нагружения конструкций обеспечивается в том случае, когда линии скольжения в деформируемом теле и характеристики (т.е. интегральные кривые дифференциального уравнения, вытекающего из решения уравнений равновесия совместно с условием пластичности) совпадают.

Технологичность конструкций обеспечивается:

Дли опасности вибрации, связанной с возможностью накопления усталостных повреждений в конструкции, оценка R-, завышена. Оценка R^ является эквивалентной амплитудой гармонического колебания, при воздействии которого для однотипных конструкций обеспечивается та же или несколько

В морской воде защита стальных конструкций обеспечивается при потенциале —0,80 В (н. к. э.). При более катодных потенциалах, например —1,10 В, возникает опасность появления избыточных гидроксил-ионов и большого объема образующегося водорода. Амфотерные металлы и некоторые защитные органические покрытия разрушаются под действием щелочей. Эндосмотические эффекты и образование водорода под слоем краски могут вызывать ее отслаивание. Эти явления часто наблюдаются на участках конструкций, расположенных вблизи анода. Выделяющийся водород может разрушать сталь, особенно высокопрочную низколегированную. Углеродистые стали обычно не подвергаются водородному разрушению в условиях катодной защиты. При избыточной катодной защите выделение водорода может приводить к катастрофическому растрескиванию высокопрочных сталей (с пределом текучести выше 1000 МПа) при наличии растягивающих напряжений .(водородное растрескивание под напряжением). Одним из «ядов», способствующих ускоренному проникновению водорода в металл, являются сульфиды, присутствующие в загрязненной морской воде, а также в донных отложениях, где могут обитать сульфатвосстанавливающие бактерии.

В механизмах «двойной» фиксации применяются два фиксатора, либо выходное звено механизма поворота прижимается к фиксатору при реверсе. В обоих случаях отсутствует скольжение фиксирующих поверхностей, а контакт фиксирующих поверхностей осуществляется по поверхности, что устраняет их износ и уменьшает влияние пластических деформаций. К недостаткам этих механизмов следует отнести сложность конструкции, поэтому они применяются лишь в точных автоматах. За последние годы значительно усовершенствованы механизмы одинарной фиксации. Все чаще применяются механизмы с усреднением ошибок изготовления фиксирующих поверхностей. Ведутся работы по созданию различных механизмов с выборкой зазоров в направляющих и центральной опорах. Усовершенствуется конструкция и технология изготовления быстроходных поворотно-фиксирующих механизмов, у которых исключена возможность несрабатывания механизма фиксации. Наибольшими возможностями повышения точности обладают механизмы с поступательно-перемещаемым фиксатором, получившие наибольшее применение в автоматах. Эти механизмы (I—4г в табл. 30) обладают высокой жесткостью, более простыми возможностями компенсации износа [74, 75], их конструкция обусловливает усреднение ошибок изготовления фиксирующих поверхностей (1-1 а; I-Зб и I-Зв). При •«двойной» фиксации (1-7а-в, 1-8а-б) кроме устранения износа фиксирующих поверхностей обеспечивается также лучшее выбирание зазоров в опорах выходного звена механизма поворота. В табл. 29 рассмотрены характеристики механизмов фиксации, широко применяемых в автоматическом оборудовании. Механизмы с упругими штырями и набором роликов (1-1 а) и механизмы с плоскими коническими колесами обладают высокой точностью (3—6")- В ряде других конструкций обеспечивается еще большая точность фиксации, однако быстроходность этих механизмов ограничена (К = 0,28— €,51) из-за больших потерь времени на фиксацию (т]ф = 0,15— €,53). Эти затраты обусловлены конструктивными особенностями механизмов, у которых перемещается при вводе фиксатора весь

Надежность оборудования и трубопроводов определяется напряженно-деформированным состоянием, свойствами металла и сварочных материалов, а также условиями работы (рабочая среда, температура и др.)- Отсюда вытекают основные направления повышения их работоспособности: повышение свойств металла и сварочных материалов; снижение степени напряженности и агрессивности рабочей среды. Мероприятия по повышению работоспособности могут быть реализованы при проектировании, изготовлении и эксплуатации конструкции. На стадии проектирования работоспособность конструкций обеспечивается путем рационального конструирования сварных соединений: правильный расчет; исключение концентраторов напряжений; избежание наложения швов в высоконапряженных зонах конструкций; уменьшение жесткости конструктивных элементов и размеров зон остаточных напряжений, рациональная последовательность наложения швов; выбор оптимального состава и улучшение свойств основного металла перед сваркой и пайкой; подбор рациональных присадочных материалов; рациональная форма шва и др.

Углеродистые стали обыкновенного качества (всех трех групп) предназначены для изготовления различных металлоконструкций, а также слабонагруженных деталей машин и приборов. Эти стали используются, когда работоспособность деталей и конструкций обеспечивается жесткостью. Углеродистые стали обыкновенного качества широко используются в строительстве при изготовлении железобетонных конструкций. Способностью к сварива-

конструкции и требования к прочности и герметичности. Основными технологическими факторами являются возможность заполнения и подпрессовки отливки, выталкивания горячей отливки из пресс-формы и применения высокопроизводительного оборудования. При литье под давлением обеспечение направленности затвердевания отливки затрудняется высокими скоростями кристаллизации, поэтому следует создавать отливки, в которых металл затвердевал бы одновременно по всем сечениям. Этим условиям удовлетворяют только равностенные конструкции с минимально возможной толщиной стенки, позволяющие избавиться от концентрированных усадочных и газовых раковин. Направленность затвердевания отливок таких конструкций обеспечивается не толщиной стенки, а надлежащим расположением литниковой системы и каналов водяного охлаждения.