Конструирование и изготовление ювелирных вальцов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?казывает так называемая их раскисляемость, которая характеризуется содержанием марганца, кремния и некоторых других элементов и равномерностью их распределения. По этому параметру различают три вида стал ей: кипящая - кп, полуспокойная - пс и спокойная - сп. [23; с.144]
Кипящая сталь отличается большой неравномерностью распределения вредных примесей (особенно серы и фосфора) по толщине проката и получается при неполном раскислении металла марганцем. Характерной особенностью этого вида сталей является склонность к старению и образование кристаллизационных трещин в шве, что приводит к переходу в хрупкое состояние при отрицательных температурах.
Спокойная сталь получается при равномерном распределении примесей, поэтому она менее склонна к старению и меньше реагирует на сварочный нагрев.
Полуспокойная сталь занимает промежуточное значение между кипящей и спокойной.
Учитывая, что в сталь могут быть добавлены легирующие элементы, сталью называется содержащий не менее 45 % железа сплав железа с углеродом и легирующими элементами (легированная, высоколегированная сталь).[6;с.161]
Легированная сталь - сталь, которая кроме обычных примесей содержит элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. Эти элементы называются легирующими.[6; с.57]
Легирующие добавки повышают прочность, коррозийную стойкость стали, снижают опасность хрупкого разрушения. В качестве легирующих добавок применяют хром, никель, медь, азот (в химически связанном состоянии), ванадий и др.[6; с.62]
Легированную сталь маркируются в соответствии с их химическим составом. Первые цифры показывают среднее содержание углерода: в конструкционной стали - в сотых долях процента, в инструментальной стали - в десятых долях процента. Присутствие легирующих элементов указывается буквами: Н - никель, Х - хром, Г - марганец, С - кремний, В - вольфрам, Ф - ванадий, М - молибден, Д - медь, К - кобальт, Б - ниобий, Т - титан, Ю - алюминий, Р - бор, А - азот. Цифры после букв указывают примерное содержание соответствующего элемента в процентах, причём, если содержание элемента составляет около 1% и менее, то цифра не ставится. Буква А в конце маркировки указывает, что сталь имеет пониженное содержание серы и фосфора, т. е. является высококачественной.[6; с.82]
Бронзами называются сплавы на основе меди, в которых основными легирующими элементами являются олово, алюминий, железо и другие элементы (кроме цинка, сплавы с которым относятся к латуням). Маркировка бронз состоит из сочетания Бр, букв, обозначающих основные легирующие элементы и цифр, указывающих на их содержание. Бронзы очень широко используются в качестве антифрикционных материалов. Антифрикционные материалы - это группа материалов, обладающих низким коэффициентом трения или материалы способные уменьшить коэффициент трения других материалов. К числу бронз, которые импользуются в качестве антифрикционных материалов относится большинство оловянных (кроме БрОЦ4-3) бронз, а из безоловянных - БрАМц, БрАЖ, БрАЖМц, БрАЖН. Эти бронзы применяются главным образом для изготовления 1) опор подшипников скольжения, 2) колес (венцов) червячных передач и 3) гаек в передачах "винт-гайка". [8]
БрАЖ9-4 - безоловянная бронза с высокими антикоррозионными и механическими свойствами. Эта марка представляет собой деформируемый медный сплав, содержащий 9% алюминия и 4% железа. Кроме основных легирующих элементов в его состав входит незначительное количество марганца, цинка, кремния, олова, фосфора и свинца. Бронза БрАЖ 9-4 легко поддается обработке давлением в горячем состоянии, обладает высокой прочностью и хорошими антифрикционными свойствами. В настоящее время она широко применяется в авиапромышленности и машиностроении.
В таблице 1 указан выбранный нами материал для деталей ювелирных вальцов, которые будем конструировать.
прокатка металл вальцы материал
Таблица 1
Детали ювелирных вальцов и материал, из которого они изготовлены
№п/пДетальМатериалХарактеристика1Профильные валкиСт40ХСталь конструкционная легированная2РучкаСт30Сталь конструкционная углеродистая качественная3ШестерниСт45Сталь конструкционная углеродистая качественная4Болты для регулировки зазораСт45Сталь конструкционная углеродистая качественная5ВалСт40Сталь конструкционная углеродистая качественная6Стенки вальцовСт3псСталь углеродистую обыкновенного качества7БолтыСт20Сталь конструкционная углеродистая качественная8ШпонкиСт45Сталь конструкционная углеродистая качественная9ВтулкиБрАЖ9-4Бронза безоловянная
Глава 2. Прочностные и технологические расчеты
.1 Прочностные расчеты
Проектный расчет вала на кручение
Исходные данные: Р=300Вт/ч; N=8 об/мин; R=10 мм
Крутящий момент Мкр зависит от передаваемой мощности ручного привода и частоты вращения вала. Учитывая, что мощность равна работе в единицу времени (1Вт=1Н*м/с), можно составить равенство
Р= Мкр*?= Мкр(2?*n/60)
где Р - мощность,Вт; Мкр - момент, Н*м; n - частота вращения об/мин; ? - угловая скорость, рад/с; Отсюда получим отношение:
Мкр= (30*Р)/( ?*n)=9,55Р/n,
которым воспользуемся для определения крутящего момента по заданной мощности и частоте вращения.
Мкр=9,55*300/10=286,5 Н*м
По условию прочности при кручении
?max = Мкр max/Wp < [?]
где [?]- допускаемое касательное напряжение материала вала;
[?]=300 Н/мм2 [11. с.