Повышения жесткости

Последний эффект повышения жаростойкости металлов очень малыми добавками легирующих элементов может иметь место при любой валентности их ионов, в том числе и при п* > п (рис. 55), и может быть объяснен протеканием реакции заполнения вакансий катионами легирующей добавки, которое, очевидно, преобладает при концентрациях легирующих элементов в окисле,, близких к концентрации дефектов в чистом окисле основного металла:

Осуществление одного из этих четырех случаев определяется значениями констант b и К. Однако эти величины зависят от темпе ратуры и сплавы при разных температурах могут отвечать разным случаям. Наибольший практический интерес с точки зрения повышения жаростойкости путем легирования представляют случаи 4 и особенно 2, приводящие к такому образованию защитного слоя, когда с ростом его толщины диффузионный поток одного из металлов делается малым по сравнению с потоком другого. Если при этом в образующемся на поверхности почти чистом окисле второго металла (k/^ме и (^д)м< станут достаточно малыми, то рост пленки окисла сильно замедлится и она будет обладать хорошими защитными свойствами. Это достигается, если концентрация с атомов Me в сплаве превосходит критическую концентрацию с„. и если b достаточно велико, т. е. (k^Mt в окисле сильно убывает с ростом концентрации атомов Me в его решетке.

Для удовлетворения первого требования иногда прибегают к особой операции обработки, называемой избирательным окислением, в условиях, когда металл Mt не окисляется, сплав подвергают очень медленному предварительному окислению, что обеспечивает диффузию малой добавки Me к поверхности сплава и образование защитного слоя. Повышения жаростойкости сплава иногда добиваются и без избирательного окисления (Ag + Be; Cu + Be), но требующиеся при этом добавки Me бывают довольно большими.

ных элементов для среднего и высокого легирования металлов в целях повышения жаростойкости.

Основой жаростойкого легирования стали является хром, а для дополнительного повышения жаростойкости вводят кремний или алюминий, или оба элемента в количествах до 4—5%.

Существует и другая теория, выдвинутая В. И. Архаровым, согласно которой легирующий элемент может образовывать на поверхности сплава смешанные окислы, обладающие повышенными защитными свойствами, по сравнению с окислами из чистых компонентов. Механизм повышения жаростойкости при этом сводится к тому, что легирующий компонент должен уменьшить возможность образования в окалине на стали малозащитной вюститной фазы (FeO) и благоприятствовать образованию шпинельной фазы типа РезС>4 и \'-Гге2О3 с возможно меньшим параметром решетки. Еще более высокими защитными свойствами обладают сложные шпинели типа РеМб204 или МеРе2О4. Жаростойкие легированные стали имеют на поверхности окисные слои со структурой именно шпинели. Так, по данным П. Д. Дан-копа, па поверхности жаростойкой хромистой стали окисная пленка имеет состав FeCroO4.

Для повышения жаростойкости к карбиду Ti в некоторых композициях добавляют карбид Nb и карбид Та, а в качестве связующего металла используют жаростойкие сплавы на основе Ni или Со.

АЛИТЙРОВАНИЕ (от нем. alitieren), а л ю м и-нировани е,— насыщение поверхностного слоя изделий из никелевых сплавов, сталей и чугуна алюминием на глуб. 20 мкм — 1,2 мм для повышения жаростойкости (окалиностойкости).

Рений характеризуется высокой температурой плавления (3180° С), сравнительно высокой микротвердостью, химической стойкостью при обычных температурах к кислороду, галогенам, разбавленным соляной и серной кислотам. Ренисвые покрытия используются для повышения жаростойкости и износостойкости деталей и защиты их от коррозии

Другим важным средством повышения жаростойкости является обеспечение постоянного химического состава покрытий. Известно, что химический состав защитного покрытия может измениться либо в результате взаимодействия с газовой средой, либо за счет взаимодействия с основным металлом. Химическое разрушение покрытия газами предотвращается при образовании сплошной газонепроницаемой пленки в пограничном слое покрытие—газ. Такой слой образуется, например, при нагревании на воздухе дисилицида молибдена [5 ], на поверхности которого в начальной стадии окисления образуется стекловидная пленка кремнезема, изолирующая силицид от газовой среды. Иногда для предотвращения миграции атомов газообразных окислителей на поверхность покрытия наносят тончайший слой стекловидного материала, обладающего высокой вязкостью [6]. Предотвратить же взаимодействие защищаемого материала с покрытием при высоких температурах практически невозможно.

Из приведенных выше данных видно, что замедление процессов диффузии, протекающих на границе раздела покрытие— покрываемый металл, является составной частью проблемы повышения жаростойкости защитных покрытий.

В конструкциях узлов конических шестерен применяют радиально-упорные подшипники. В быстроходных передачах (п~3000 об/мин) для снижения потерь в опорах устанавливают шариковые радиально-упорные подшипники. Однако для повышения жесткости опор вала чаще всего применяют конические роликовые подшипники. Подшипники устанавливают по схеме «врастяжку» (рис. 6.22) широкие горцы наружных колец подшипников расположены внутрь, навстречу друг другу.

Отличительной особенностью корпусов указанных редукторов является наличие прилива, в котором размещают комплект вала конической шестерни с подшипниками, стаканом и крышкой. На рис. 11.14 показан корпус коническо-ци-линдрического редуктора. Для повышения жесткости прилив связывают ребрами с корпусом и крышкой редуктора. Форма платика прилива при наблюдении его по стрелке А может быть круглой или квадратной. Размер /)ф находится в зависимости от наружного диаметра крышки подшипника (табл. 7.1). Меньший расход металла характеризует квадратную форму платика. Соответствующую форму придают фланцу стакана и крышке подшипника.

щины. Предварительный натяг применяют для повышения жесткости как фиксирующих, так и плавающих опор.

При установке роликовых конических подшипников и применении закладных крышек необходимую точность регулировки можно достичь с помощью винта 5 (рис. 12.1, г). Конические роликоподшипники применяют в конструкциях входных валов цилиндрических редукторов чаще всего для повышения жесткости и уменьшения габаритов опор. Регулировка с помощью резьбовых деталей проще, так как не нужно снимать крышку для смены прокладок. Однако конструкция узла при этом усложняется.

Возможно крепление редуктора к раме на высоких приливах (см. рис. 17.19). Коническо-цилиндрические и конические редукторы. Отличительной особенностью корпусов указанных редукторов является прилив, в котором размещают комплект ' вала конической шестерни со стаканом, крышкой и подшипниками. На рис. 17.28 показана современная форма корпуса коническо-цилиндрического редуктора. Для повышения жесткости прилива для опор вала конической шестерни его связывают ребрами с корпусом и крышкой редуктора. На выходе расточного инструмента, обрабатывающего отверстие под подшипники вала-шестерни, должна быть создана плоскость, пер-

Коэффициент Kffp учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий. В конических передачах шестерню располагают кон-сольно. С целью повышения жесткости опор валы устанавливают на конических роликовых подшипниках.

Предварительный натяг подшипников обычно осуществляют взаимным осевым смещением колец (схематично показано на рис. 7.28). Аналогична схема образования предварительного натяга в случае установки прокладок, пружин или колец неодинаковой толщины. Предварительный натяг применяют для повышения жесткости как фиксирующих, так и плавающих опор.

При установке роликовых конических подшипников и применении закладных крышек необходимую точность регулирования можно достичь с помощью винта 5 (рис. 12.1, г). Конические роликоподшипники применяют в конструкциях входных валов цилиндрических редукторов чаще всего для повышения жесткости и уменьшения габаритов опор. Регулирование с помощью резьбовых деталей

Оф ~ DdK + (4...6) мм, где /)к —наружный диаметр крышки подшипника; /)'ф = = 1,25/)+ 10 мм. С целью повышения жесткости прилив связывают ребрами с корпусом и крышкой редуктора. На выходе расточного инструмента, обрабатывающего отверстие под подшипники вала-шестерни, должна быть создана плоскость, перпендикулярная оси отверстия. Это предохранит расточной инструмент от поломки. Форма прилива при наблюдении по стрелке А может быть круглой или квадратной. Меньший расход металла характеризует квадратную форму плагика. Соответствующую форму придают фланцам стакана и крышки подшипника.

Приведенный момент инерции сечения винта с учетом повышения жесткости стержня за счет наличия резьбы

17.79. Какие существуют возможности для повышения жесткости вала без изменения его диаметра?