Неравномерного охлаждения

Неравномерное вращательное движение звена (рис. 46, б). Инерционная нагрузка состоит из силы инерции Ри, определяемой формулой (9.1), и инерционного момента Л1„, определяемого формулой (9.2). Модуль полного ускорения центра масс звена в этом случае равен

Неравномерное вращательное свижение ввена при совпадение центра масс S звена с его осью вращения А (рис. 46, д).

или наоборот, а также для преобразования равномерного вращательного движения в неравномерное вращательное или карательное.

Неравномерное вращательное движение. Если угловая скорость вращающегося тела с течением времени меняется, то движение называется неравномерным. В самом общем виде формулы неравномерного вращательного движения запишутся так:

Простейшие четырехзвенные механизмы (рис. 2.3, а, б, в) имеют четыре звена, одно из которых—стойка. Эти механизмы преобразуют вращательное движение кривошипа 1 в неравномерное вращательное, возвратно-поступательное или в сложное движение шатуна 2, а также преобразуют поступательное движение во вращательное.

Если звено совершает неравномерное вращательное движение — коромысло четырехшарнирного механизма (см. рис. 162), то его элементарные силы инерции могут быть заменены силой Ри и моментом Ми, которые также могут быть сведены к одной силе.

Неравномерное вращательное движение звена (рис. 46, б). Инерционная нагрузка состоит из силы инерции Ри, определяемой формулой (9.1), и инерционного момента МИ, определяемого формулой (9.2). Модуль полного ускорения центра масс звена в этом случае равен

Неравномерное вращательное движение ввена при совпадении центра масс S ввена с его осью вращения А (рис. 46, в).

или наоборот, а также для преобразования равномерного вращательного движения в неравномерное вращательное или качательное.

Рис. 2.87. Вращающаяся кулиса. Камень 1 кулисы шарнирно закреплен в стойке; привод кулисы — в точке В. Если в этом механизме шарнир А соединить не с шатуном, а с вращающимся диском, то можно получить неравномерное вращательное движение ведомой оси.

Рис. 2.119. Предельный кулисный механизм. На рис. 2.119, а кулиса совершает неравномерное вращательное движение; за один оборот крирошипа кулиса делает также один оборот. Если ось кулисы расположить на окружности, описываемой кривошипом (рис. 2.119,6), то кулиса будет вращаться равномерно со скоростью, в 2 раза меньшей, чем скорость кривошипа. Механизм по рис. 2.119,6 имеет неопределенное положение при совпадении центра пальца с центром вращения кулисы. Механизм может выродиться в двухзвенный.

Внутренние напряжения появляются в результате неравномерного охлаждения отдельных частей заготовок, изготовленных литьем, ковкой, штамповкой, а также в деталях, обработанных давлением в холодном состоянии, при сварке, термической обработке, при обработке металла резанием. Внутренние напряжения проявляются в особенно значительных размерах в крупных отливках сложной конфигурации.

Погрешности, вызванные напряжениями. Напряжения возникают под действием различных факторов: в литых и кованых заготовках — от неравномерного охлаждения, при механической обработке — вследствие перераспределения напряжений после удаления поверхностного слоя металла. Для уменьшения влияния напряжений на размеры и форму деталей механическую обработку обычно делят на черновую и чистовую, а точные детали подвергают искусственному или естественному старению.

Отжиг для снятия остаточных напряжений. Этот вид отжига применяют для отливок, сварных изделий, деталей после обработки резанием и др., в которых в процессе предшествующих технологических операций из-за неравномерного охлаждения, неоднородной пластической деформации и т. п. возникли остаточные напряжения.

Внутренние напряжения в закаленной стали. Внутренние напряжения при закалке стали возникают вследствие неравномерного охлаждения поверхности и сердцевины изделия (эти напряжения называют тепловыми), увеличения объема и неоднородности протекания мартенситного превращения по объему изделия. Напряжения, вызываемые этим превращением, называют структурными (или фазовыми).

При крутящем моменте переменного направления целесообразно располагать ребра змейкой (3) или крестообразно (4). Косые и спиральные ребра менее подвержены внутренним напряжениям, возникающим при усадке в результате неравномерного охлаждения отливки. Однако формовка косых ребер на наружных цилиндрических, конических и тому подобных поверхностях затруднительна."

При проектировании заготовок корпусных деталей, разработке технологического процесса их производства и во время изготовления необходимо принять все меры для уменьшения деформаций за счет неравномерного охлаждения, усадки или сварочных напряжений, особенно, если деталь имеет направляющие отверстия для установки валов, осей и т. п. Очень часто заготовки корпусных деталей после изготовления подвергают термообработке для снятия внутренних напряжений, стабилизации размеров, улучшения структуры и обрабатываемости резанием.

Внутренние трещины в металле. В процессе затвердевания жидкой стали образовавшаяся непрочная наружная корка слитка не выдерживает давления жидкого металла или слиток при его остывании повисает на стенках изложницы; в этих случаях образуются поперечные трещины. Они могут возникать также в результате заворота внутри слитка отставшей от стенки изложницы застывшей корки стали. Образование трещин в металле может также происходить в результате имевшего место неравномерного охлаждения слитка вследствие возникающих в нем напряжений.

В конструкциях ВВЭР неоднородные поля напряжений и деформаций при отсутствии резкого изменения геометрических форм возникают из-за наличия термонапряженности, связанной с градиентами температур и неоднородностью свойств в зонах соединения разнородных материалов (наплавки, сварные швы). Для этих случаев могут быть испйльзова-ны численные решения методом конечных элементов с одновременным анализом тепловых полей и напряжений (см. §3,4гл.3игл.5). Это же относится и к случаю существенно неравномерного охлаждения корпусов ВВЭР с наплавками при срабатывании систем САОЗ (см. § 2 гл. 5).

При крутящем моменте переменного направления целесообразно располагать ребра змейкой (3) или крестообразно (4). Косые и спиральные ребра менее подвержены внутренним напряжениям, возникающим при усадке в результате неравномерного охлаждения отливки. Однако формовка косых ребер на наружных цилиндрических, конических и тому подобных поверхностях затруднительна.

На точность обработки оказывает существенное влияние перераспределение внутренних напряжений в материале детали. Внутренние напряжения возникают при горячей обработке заготовок из-за неравномерного охлаждения и структурных изменений в материале, при об' работке давлением в холодном состоянии и при обработке резанием. С течением времени внутренние напряжения постепенно выравниваются и исчезают, но при этом заготовка деформируется. Для уменьшения влияния перераспределения внутренних напряжений на точность обработки часто применяют для литых и кованых заготовок термический процесс старения или низкотемпературный отжиг.

К числу таких деталей относятся изложницы для разливки стали. Основными требованиями, предъявляемыми к изложницам, предназначенным для разливки стали, являются: стойкость в условиях воздействия высоких температур и неравномерного охлаждения, создающих условия для развития термических напряжений; высокая прочность, пластичность и стойкость против роста и трещинообразования.