Скачиваний:   0
Пользователь:   byrish
Добавлен:   18.10.2015
Размер:   1.4 МБ
СКАЧАТЬ

1. Введение. Постановка задачи

 

 При работе в морской воде вращающихся гребных валов крупнотоннажных морских судов, в них возникают циклические напряжения, приводящие к коррозионно-усталостным повреждениям. Поэтому, учет качества поверхности, его упруго-напряженного и структурно-химического состояния, формирующиеся в результате предшествующей обработки (учет технологической наследственности) или в процессе эксплуатации имеет важное значение.

Основополагающим принципом научно-исследовательской деятельности современной технологии машиностроения является научно-обоснованная комплексная разработка всей цепочки технологических процессов: от промышленного литья, производства и обработки заготовок, сварки до сборки и материаловедческого сопровождения готовых изделий в процессе эксплуатации. На каждом технологическом этапе определяются требования к обеспечению качественного изготовления материалов и изделий, все необходимые методики контроля.

Гребные валы современных крупнотоннажных судов имеют весьма большие габариты (диаметр основного тела 500—800 мм, длина 6—15 м), поэтому заготовки валов изготовляются индивидуально методом ковки из слитков. Для изготовления гребных валов применяются, как правило, мягкие углеродистые стали с временным сопротивлением в пределах 420…540 МПа.

С увеличением габаритов заготовок возрастает их структурная и химическая неоднородность – формирование микрообластей обогащенных и обедненных легирующими элементами «защищающими» металл от коррозии. Поэтому для изготовления гребных валов применяют углеродистые и низколегированные конструкционные стали в термически улучшенном состоянии, а также малолегированные сплавы на основе титана «псевдо a – сплавы», содержащие вторую b– фазу в объеме до 10…15 %. В связи с выпуском технических условий на поставку крупногабаритных поковок гребных валов из углеродистой стали (диаметром 500—900 мм) на крупнотоннажных судах новой постройки наиболее часто применяются стали категории прочности КМ-25. В соответствии с изложенным представляют интерес следующие марки конструкционных сталей в соответствии с ГОСТ 8536—57: сталь 35, сталь 45, сталь 20ГС, сталь 35ХНМА и сталь 38ХНМА, рекомендуемая новым стандартом (ГОСТ 8536—68) для изготовления крупных валов повышенных категорий прочности.  Среди сплавов на основе титана наиболее широкое применение в судостроении нашли отечественные марки ВТ-20, ПТ-3В, ВТ6, ПТ-5В.          

 

Цель данной работы – показать необходимость учета технологической наследственности при изготовлении крупногабаритных гребных валов с целью повышения надежности их работы при эксплуатации в условиях коррозионной усталости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Учет влияния технологической наследственности для повышения надежности работы крупногабаритных гребных валов

2.1 Понятие технологической наследственности

Технологической наследственностью называется перенесение на готовое изделие в процессе его обработки погрешностей, механических и физико-химических свойств исходной заготовки или свойств и погрешностей, сформировавшихся у заготовки на отдельных операциях изготовления изделия.

Технологическая наследственность зависит не только от вида и режимов обработки, примененных на чистовой операции, Она может проявиться в изменении свойств или потере точности формы готовой детали при ее эксплуатации в результате воздействия тех или иных элементов состояния поверхностного слоя, созданных в поверхностном слое детали при ее черновой обработке.

 Проявление технологической наследственности может привести как к улучшению, так и к ухудшению эксплуатационных свойств деталей машин. Для целесообразного использования явления технологической наследственности необходимо установить непосредственные связи между эксплуатационными характеристиками деталей (усталостной прочностью, износостойкостью и др.) и режимами обработки заготовок при основных методах их изготовления.

Во многих случаях такие связи можно выявить с помощью математических зависимостей вида: состояние поверхностного слоя. Во многих случаях такие связи можно выявить с помощью математических зависимостей вида: состояние поверхностного слоя функция режима резания, эксплуатационная характеристика — функция состояния поверхностного слоя с их последующим совместным решением и установлением прямой связи (эксплуатационная характеристика — функция режима резания).

 Под технологической наследственностью при механической обработке понимают сохранение обработанным изделием свойств и погрешностей, присущих обрабатываемой заготовке. Например, при точении разнотолщинной литой заготовки без предварительного выравнивания ее толщины получаем разнотолщинную деталь.

Количественно технологическая наследственность характеризуется коэффициентом наследования, указывающим степень изменения определенного свойства заготовки после обработки. Например, коэффициент изменения шероховатости Rz2 после шлифования заготовки, полученной точением и имеющей шероховатость Rz1, будет равен Кt = Rz1/Rz2 , где 1 и 2 — порядковые номера операций.             

Технологическая наследственность может улучшать или снижать эксплуатационные свойства. Поэтому в каждом отдельном случае требуется изучение физических механизмов наследственности для управления ею. Так, наклеп в поверхностном слое жаропрочного сплава после чистовой обработки возрастает, что объясняется суммированием новых дислокации с имевшимися.

Для предотвращения чрезмерного упрочнения поверхности детали, перед ее обработкой необходимо провести предварительную термообработку заготовки с учетом последующей технологической наследственности ее дислокационной структуры.

Значительное влияние состояния поверхностного слоя деталей машин на их основные эксплуатационные свойства, а также вида и режимов механической обработки на отдельные характеристики состояния поверхностного слоя (высоту шероховатости, форму и направление неровностей, микротвердость поверхностного слоя, глубину распространения наклепа, величину, знак и глубину распространения остаточных напряжений) предопределяет зависимость эксплуатационных качеств деталей от технологии их механической обработки.

Ранее было показано, что важные эксплуатационные качества деталей (долговечность, плавность перемещений, длительность сохранения заданных конструктором точности и посадки, прочность, коррозионная стойкость, магнитные свойства, способность к теплопередаче и теплоизлучению и др.) зависят не только от конструктивных форм и точности изготовления деталей, состава и структуры их материала и его механических качеств, но и от отдельных характеристик состояния поверхностного слоя, сформировавшихся в металле в процессе механической обработки.

Изменение видов и режимов механической обработки оказывает воздействие на отдельные характеристики состояния поверхностного слоя, а соответственно и на эксплуатационные свойства деталей. В этом смысле уместно говорить о существовании технологической наследственности состояния поверхностного слоя и определяемых им эксплуатационных свойств деталей от отдельных технологических операций и всего технологического процесса их изготовления. Влияние технологической наследственности следует использовать непосредственно для расчетов режимов резания, обеспечивающих достижение заданных конструктором эксплуатационных характеристик.

В некоторых случаях установление математических зависимостей «режим обработки — характеристика состояния поверхностного слоя — эксплуатационные свойства» осложняется тем, что изменение режима обработки может одновременно вызывать улучшение эксплуатационных свойств и их ухудшение (например, при увеличении глубины шлифования возрастает высота неровностей, что приводит к увеличению износа и одновременно повышается степень наклепа, уменьшающая износ). В подобных случаях зависимости эксплуатационных свойств от режимов резания приобретают экстремальный характер, определяя оптимальные режимы обработки наименьшими (для износа) или наивысшими (для усталостной прочности) значениями эксплуатационных свойств. При этом, для использования технологической наследственности (с целью повышения долговечности деталей или улучшения других эксплуатационных характеристик путем назначения рациональных видов и режимов обработки заготовок) необходимо экспериментально устанавливать прямые зависимости между отдельными эксплуатационными характеристиками и режимами или видами их обработки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Физико-механические свойства сплавов титана

 

Сплавы на основе титана сочетают хорошую коррозионную стойкость, высокий комплекс механических свойств и малую плотность, что делает их перспективными для использования в различных отраслях народного хозяйства. Однако сложность производства полуфабрикатов и изделии (обработка давлением, резанием и др.) и необходимость использования энергоемкого оборудования (для горячей деформации, термической обработки в защитной атмосфере и вакууме) значительно повышает себестоимость готовой продукции из титановых сплавов и ограничивает области их применения. Поэтому повышение конкурентоспособности титановых сплавов по сравнению с традиционными конструкционными материалами возможно только за счет разработки и внедрения новых технологических процессов обработки,   позволяющих одновременно снизить стоимость производства полуфабрикатов и изделий и повысить комплекс их механических и эксплуатационных свойств.

Титан и его сплавы занимают одно из ведущих мест среди конструкционных материалов. Уникальное сочетание высокой удельной прочности и вязкости разрушения, коррозионной стойкости, немагнитности и высокой температуры плавления - определили их широкое применение в различных областях машиностроения. Однако титан имеет и свои специфические особенности, к которым, прежде всего, относится его полиморфизм и высокая чувствительность низкотемпературной  модификации к концентраторам напряжений, что, вероятно, обусловлено анизотропией ее ГПУ-решетки и, следовательно, анизотропией упругих и диффузионных свойств, а также, низкой теплопроводностью. Известно, что внутренние напряжения в металлах, вызванные градиентом температуры, пропорциональны отношению коэффициента термического расширения к теплопроводности. Для Ti,Hf,Zr (с ГПУ-решеткой), эти отношения оказываются на порядок выше, чем  в меди (с ГЦК) или молибдене (с ОЦК-решеткой).

   На текущем этапе, проблема создания материалов из титановых сплавов с заданными свойствами успешно решается благодаря трудам ведущих организаций страны в этой области: ВИАМа, ВИЛСа, МГТУа, МГАТУа, ИМЕТа, ЦНИИ КМ Прометей, ЦНИИМа. По вопросам теории и технологии термической обработки, деформирования, общим вопросам металловедения, свойствам титановых сплавов опубликовано значительное количество статей и монографий, свидетельствующих о сложности и разнообразии фазовых и структурных превращений. Это обусловлено, прежде всего, большим количеством метастабильных фаз, образующихся при нагреве и последующем охлаждении. Многие вопросы, связанные с механизмом и кинетикой a«b - превращения, образованием и распадом метастабильных фаз, по-прежнему остаются дискуссионными.

Во многих работах намеренно отклоняется вопрос об особенностях структурообразования и фазовых превращений в условиях металлургического передела (прокатки, ковки, штамповки и др.) промышленных сплавов титана, особенно крупногабаритных. Тем не менее, известно, что большая пластическая деформация в силу низкой теплопроводности титана, вызывает температурную и деформационную неоднородность по сечению полуфабрикатов. Это обусловливает возникновение концентрационной неоднородности и развитие структурно-фазовых превращений в объеме деформированных заготовок. Такая структура усиливает разброс результатов механических испытаний.

Таким образом, металлургический передел сплавов на основе титана, обладающих наряду с их уникальными положительными физико-механическими свойствами и специфическими: низкой теплопроводностью, анизотропией кристаллической решетки, а также анизотропии упругих и диффузионных свойств - безусловно налагает свой отпечаток на структурно-фазовые превращения. Поэтому при создании современных конструкционных титановых материалов с заданными свойствами, видимо, необходимо использовать комплексный подход с учетом всех производственных факторов и специфических особенностей самого двухфазного сплава: учет температурно-временных, температурно-деформационных, кристаллогеометрических факторов, влияющих на структурно-фазовое состояние сплава.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Влияние габаритов, циклических напряжений и морской воды на коррозионно-усталостную прочность материала гребного вала

 

2.3.1 Влияние масштабного фактора

 

Ввиду того, что гребные валы крупнотоннажных судов имеют размеры, значительно превышающие размеры образцов, применяемых для лабораторных исследований, для суждения о прочности гребного вала в местах посадки ступицы или облицовки чрезвычайно важно знать закономерности изменения характеристик выносливости в связи с абсолютными размерами.

Образцы с насажанными втулками значительно чувствительнее к масштабному эффекту по сравнению с гладкими образцами или образцами с острыми надрезами. Поэтому при исследованиях прочности осей автомобильного и железнодорожного транспорта, часто разрушавшихся в зонах посадки колесных дисков, существовала тенденция испытывать образцы и модели осей возможно большего размера, часто даже в натуральную величину. Обобщение результатов испытаний различных   авторов   позволило С. В. Серенсену и независимо от него Леру построить  предположительную диаграмму эффективных коэффициентов концентрации при напрессовке в зависимости от диаметра оси (вала)[26]. Учет масштабного эффекта с помощью подобной зависимости эффективных коэффициентов концентрации рекомендуется справочными пособиями по расчету и конструированию валов и осей. В последние годы зависимости усталостной прочности валов с насажанными деталями от абсолютных размеров уделяется  большое внимание японскими исследователями и, в частности, применительно к усталостной прочности гребных валов.

 На рис.1 произведено сопоставление   абсолютных значений пределов выносливости в зависимости от диаметра вала при изгибе образцов с насажанными втулками по результатам испытаний различных авторов. Несмотря на значительный разброс экспериментальных точек, обусловленный различиями примененных схем испытаний, материалов образцов и втулок, геометрических параметров втулок, способов формирования соединений, величины натяга, качества подготовки поверхностей под насадку, все же отчетливо выявляется общая зависимость усталостной прочности от диаметра образца с насажанной деталью.

Произведенное сопоставление показывает, что влияние масштабного фактора на предел выносливости образцов валов с напрессованными втулками проявляется незначительно при размерах валов от 150 мм и выше. В связи с этим при определении допускаемых напряжений в гребных валах несомненную ценность представляют усталостные испытания крупногабаритных образцов, проведенные Ходжером, Нейфертом и Робинсоном [26].

 

 

Введение

 

Рис.1 Зависимость ограниченного предела усталости при изгибе стальных образцов  с  насажанными деталями от диаметра вала

 

 

Многие исследователи, отмечая сложность процесса разрушения при циклическом нагружении и одновременном действии фретинга (трения), просто констатируют, что снижение усталостной прочности объясняется совместным действием факторов концентрации напряжений и явлений контактного трения, не анализируя при этом каждый из факторов и не рассматривая физики и механики процессов зарождения трещин.

Анализ натурных повреждений гребных валов, экспериментальных данных по испытаниям образцов на усталость в контакте с сопряженными деталями, в том числе новых данных, полученных авторами, позволяет уточнить существовавшие представления о механизме разрушения валов с насаженными деталями.

Прежде всего, подтверждается несостоятельность гипотезы том, что при действии фретинга усталостное разрушение в воздушной атмосфере приобретает коррозионно-усталостный характер и можно, якобы, предполагать эквивалентность влияния фретинг-коррозии и жидкой коррозионно-агрессивной среды. Металлографические исследования и анализ изломов образцов, испытанных насадками в воздухе, показали, что развивающиеся трещины имею де типично усталостную природу без признаков коррозионно-усталостного разрушения. При испытаниях в аргоне и вакууме было обнаружено, что и в нейтральной среде, т. е. при чрезвычайно ограниченном химическом взаимодействии металла с окружающей средой, происходит значительное снижение сопротивляемости стального образца циклическим нагрузкам под влиянием  контактного воздействия сопряженной детали.                

Наконец, если бы химическим процессам принадлежала решающая роль в снижении выносливости образцов с насадками, то масштабный эффект должен был бы проявляться так, как это имеет место в коррозионной среде, т. е. выносливость стали повышалась бы и при увеличении диаметра. На самом же деле увеличение абсолютных размеров образцов при испытаниях с насадками ведет к снижению выносливости как для углеродистой, так и для легированной стали. Таким же образом проявляется масштабный эффект при испытаниях образцов в воздухе с геометрическими концентраторами напряжений.                                  

К настоящему времени имеется, на наш взгляд, достаточно количество экспериментальных данных, которые не позволяют считать и механический износ первопричиной усталостного разрушения валов с насадками. Так, еще опытами Варлоу-Девиса было показано, что уменьшение поперечного сечения образца и поверхностные каверны в результате предварительного фретинга привели к потере усталостной  прочности всего на 18%  у легированной стали и на 13% у углеродистой, тогда как при испытаниях на усталость образцов с насаженными втулками выносливость падает на 40-70% и более [26].

Феннер и Филд  получили гораздо меньший эффект снижения усталостной прочности при пульсирующем растяжении образцов из алюминиевого сплава в случае применения зажимов из абразивного материала по сравнению с зажимами из мягкого алюминиевого сплава, несмотря на то, что поверхностный износ и количество размельченных продуктов фретинга были намного больше в первом случае[26]. Даже под микроскопом невозможно было обнаружить углубление, которое могло бы стать источником повышенной концентрации напряжений.                                

Филлипс установил, что усталостные трещины при лабораторных испытаниях образцов с насадками и в натурных условиях часто начинаются не в местах наибольших углублений, а вблизи края  поврежденной поверхности[26]. Случаи возникновения трещин не по дорожке трения, а вблизи нее отмечались и в работе Степанова[26].

Усталостная прочность не имеет прямого отношения к размерам повреждений от фретинг-коррозии или износа. Так, увеличение натяга уменьшает в большинстве случаев степень поверхностной пораженности образца, но не приводит к увеличению усталостной прочности.

Необоснованность концепции Кюнеля о преобладающем действии ступицы как надреза отмечена в исследовании  и др. В. В. Кулешов доказывает, что взгляды Кюнеля неправильно отражают физику и механику явления [26].

Наиболее правильной представляется отмеченная А.В.Рябченковым и О. Н. Муравкиным возможность проявления влияния фретинга на усталостную прочность через поверхностные усталостные трещины, образующиеся при циклическом трении [26].

Опыты Феннера и Филда показали, что, несмотря на видимые повреждения поверхности, выносливость образцов, которые предварительно испытывали в течение некоторого числа циклов с зажимами, а затем без зажимов, мало отличается от выносливости идентичных образцов без зажимов, если не достигнута критическая стадия испытаний [26]. После достижения критической стадии дальнейшее нагружение приведет к разрушению образцов при одинаковой долговечности независимо от того, будут, сняты зажимы или нет.

Феннер и Филд считают, что поверхностные микротрещины образуются в процессе повторной сварки (схватывания) и смещения поверхностей при фретинге, а при достижении критической стадии испытаний поверхностные усталостные трещины распространяются в область материала образца, расположенную вне зоны влияния зажимов [26].

Решающая роль поверхностных микротрещин, вызванных циклическим относительным скользящим движением малой амплитуды на границе между двумя твердыми телами, прижатыми друг к другу, в снижении усталостной прочности подтверждается, экспериментами Коллинза, показывающими, что уровень снижения усталостной прочности зависит не только от длительности и интенсивности процесса фреттинга, но и от напряженного состояния, созданного на дне поверхностных микротрещин.

Проведенные авторами исследования дают возможность предложить следующее объяснение механизма разрушения образцов (валов)  насаженными деталями при циклических нагрузках.

 Фактическая площадь соприкосновения сопряженных поверхностей зависит от их микрорельефа, обусловленного, в свою очередь, способом обработки поверхности, свойств материала и величины контактного давления. Даже хорошо пригнанные поверхности соприкасаются лишь в отдельных точках или контактных пятнах. Так по данным, фактическая площадь соприкасания в бесшпоночном коническом соединении со средним диаметром 200 мм даже при шлифованных поверхностях и прессовой посадке составляет не более 30%. Поэтому передача циклической нагрузки путем трения осуществляется не всей поверхностью соединения, а отдельными сопрягаемыми участками (контактными пятнами).

Можно полагать, что усталостная прочность образца с насаженной деталью определяется уровнем локальных переменных напряжений, концентрирующихся у края контактного пятна при приложении к образцу циклической нагрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.2 Влияние коррозионной усталости

 

Гребные валы современных крупнотоннажных судов имеют весьма большие габариты (диаметр основного тела 500—800 мм, длина 6—15 м), поэтому заготовки валов изготовляются индивидуально методом ковки из слитков. Применение же стального проката ограничено диаметром 150—200 мм.

В зарубежном судостроении для изготовления гребных валов торговых судов применяются, как правило, мягкие углеродистые стали с временным сопротивлением в пределах 420…540 Мпа.

Для применения более прочных сталей требуется специальное разрешение соответствующего классификационного общества. Для изготовления гребных валов военных кораблей, ледоколов и других применяют низколегированные конструкционные стали в термически улучшенном состоянии. В отечественном судостроении до недавнего времени применение сталей повышенной прочности не ограничивалось, а марка стали по заданной конструктором категории прочности выбиралась заводом-изготовителем поковок (ГОСТ 8536—57). Применение же углеродистых сталей для изготовления крупногабаритных гребных валов искусственно сдерживалось, так как в стандарте на заготовки судовых валов отсутствовали гарантированные нормы для поковок из углеродистой стали диаметром более 500 мм. В связи с этим гребные валы для отечественных крупнотоннажных транспортных судов изготовлялись из легированных конструкционных сталей категорий прочности КТ-36 и КМ-25.

В связи с выпуском технических условий на поставку крупногабаритных поковок гребных валов из углеродистой стали (диаметром 500—900 мм) на крупнотоннажных судах новой постройки наиболее часто применяется сталь 35 категории прочности КМ-25. В соответствии с изложенным представляют интерес следующие марки конструкционных сталей: сталь 35, сталь 20ГС, сталь 35ХНМА и сталь 38ХНМА, рекомендуемая новым стандартом (ГОСТ 8536—68) для изготовления крупных валов повышенных категорий прочности.            

В качестве сред, моделирующих морскую воду при проведении лабораторных коррозионных испытаний, различными исследователями наиболее часто применяется 3%-ный раствор хлористого натрия в пресной водопроводной воде либо синтетическая морская вода, близкая по содержанию основных солей к воде океанского состава.

Специальные сравнительные коррозионно-усталостные испытания образцов из стали 35 в синтетической воде составов Черного моря и Мирового океана, а также в 3%-ном растворе NaCl показали достаточно близкое совпадение значений долговечности для всех исследованных коррозионных сред в широком интервале рабочих напряжений.

  При конструировании изделия на заданный срок службы необходимо располагать данными по усталостной долговечности конструкционных материалов при задаваемом напряжении на базе, соответствующей сроку службы по числу циклов изменения напряжений. Гребной вал современного крупнотоннажного судна только в течение одного года эксплуатации совершает 30—40 млн. оборотов. Даже если считать, что в течение одного оборота происходит всего одна циклическая смена напряжений, то за 20—25лет эксплуатации судна вал наработает 6—10 • 108 циклов. Совершенно ясно, что получить усталостные характеристики материалов на такой базе в лабораторных условиях практически невозможно. При нагружении испытуемого образца с частотой 300 циклов в минуту только для получения одной экспериментальной точки на базе 10е циклов потребовалось бы 240 суток непрерывной работы испытательной установки.

Отсутствие достаточного количества усталостных машин и высокая стоимость испытаний вынуждают исследователей проводить испытания на ограниченной базе. Поэтому характеристики выносливости конструкционных сталей определялись в атмосфере воздуха на базе 10 • 10е циклов, а в 3%-ном растворе поваренной соли — на базе 50 • 10е циклов.

Изучению сопротивляемости конструкционных сталей одновременному воздействию циклических нагрузок и коррозионной среды посвящен ряд исследований, в результате которых установлены основные закономерности коррозионно-усталостного процесса. Однако большинство лабораторных испытаний проводилось на образцах малого диаметра (5—12 мм). В то же время в работах, опубликованных ранее, было показано, что влияние масштабного фактора на коррозионно-усталостную прочность сталей количественно и качественно изменяется в зависимости от базы циклического воздействия и агрессивности окружающей среды. Так, если при малых базах испытания предел усталости выше у гладких образцов меньшего размера, то при больших базах усталостная прочность конструкционной стали в коррозионно-агрессивной среде тем выше, чем больше диаметр образца.

Поэтому применительно к гребным валам значительный интерес представляет изучение предельных напряжений, которые могут выдерживать без разрушения крупногабаритные образцы на большой базе испытаний в коррозионной среде, моделирующей морскую воду.

Нельзя рассматривать, конечно, как нормальное явление работу конструкционной стали гребного вала в контакте с морской водой. Чтобы не допустить такого контакта, предусматриваются все меры гидрозащиты от сплошных бронзовых облицовок и уплотнительных колец до заполнения всех внутренних полостей техническим жиром. Но поскольку случаи проникновения морской воды через уплотнительные устройства и разрушенную гидроизоляцию далеко не единичны, проведение дорогостоящих коррозионно-усталостных испытаний с целью установления работоспособности гребных валов в условиях, близких к аварийным, эксплуатационным представляется не только целесообразным, но и необходимым.

На основании имеющихся к настоящему времени сведений по коррозионно-усталостным испытаниям конструкционных сталей качественную картину изменения выносливости гладких образцов из конструкционной стали в морской воде в зависимости от базы циклического воздействия и диаметра можно представить следующей схемой (рис.2).

Введение

Рис.2 Схема изменения коррозионно-усталостной прочности конструкционной стали в зависимости от длительности испытания и диаметра    образца

 

 

При малых базах циклического воздействия наблюдается обычное отрицательное влияние масштабного фактора, что объясняется малой ролью коррозионных процессов при малой длительности испытания. С увеличением базы испытаний влияние коррозионно-агрессивного фактора усиливается, причем тем больше, чем меньше диаметр образца, поскольку у малых образцов больше отношение ослабленного коррозией поверхностного слоя к неослабленному сечению. Поэтому у больших образцов темп падения циклической прочности с увеличением числа циклов (превышающий вначале темп падения прочности малых образцов) постепенно замедляется и на некоторой базе происходит пересечение кривых усталостной прочности образцов малого и большого размеров. В результате оказывается, что в зависимости от уровня рабочих напряжений более выносливым может оказаться образец любого размера. При самых высоких напряжениях (Введениена рис.2) больше всего циклов выдерживает образец самого малого диаметра, при некотором напряжении Введение самыми выносливыми будут образцы средних диаметров и, наконец, при низких напряжениях Введение, чем меньше диаметр образца, тем скорее разрушится он в коррозионной среде.

Такая зависимость коррозионно-усталостной прочности показывает неправильность оценки сопротивляемости разрушению натурных валов по результатам лабораторных испытаний малых образцов. Сложившееся мнение о возможности коррозионно-усталостного разрушения вала при любых самых малых циклических нагрузках основано лишь на испытаниях образцов малого диаметра и не подтверждается результатами испытаний крупногабаритных образцов.

    Обобщение результатов проведенных исследований показывает, что при длительном циклическом нагружении в коррозионной среде разные конструкционные стали независимо от марки, состава, способа изготовления (ковка, прокат), термической обработки обладают примерно одинаковой несущей способностью, т. е. преимущества легированных сталей повышенных категорий прочности в этих условиях не реализуются. Поэтому, если при проектировании гребного вала допускается возможность его работы в контакте с морской водой, величину допускаемых напряжений при применении сталей повышенной прочности не следует увеличивать по сравнению с мягкой сталью категорий прочности КП или КМ-25. Это означает, что независимо от марки применяемой стали и ее статической прочности для обеспечения равной долговечности необходимо устанавливать вал одинакового поперечного сечения. Следовательно, в таких условиях применение более дорогих легированных сталей становится практически бесполезным и экономически невыгодным. Необходимо отметить, что данное суждение нашло отражение в новых Правилах Регистра СССР. В расчетной формуле диаметра гребного вала исключен поправочный коэффициент, допускавший ранее повышенный уровень напряжений для более прочных сталей. Наилучшим способом реализации преимуществ высокопрочных сталей является надежная защита гребного вала от контакта с морской водой.

Введение

 

Рис.3 Сравнительная диаграмма коррозионной стойкости титана и некоторых сплавов в неподвижной синтетической морской воде (длительность испытания 83 дня)

 

 

Как видно из рис.3 коррозионная стойкость сплавов титана в синтетической воде в 15 раз превышает углеродистые стали и спец. стали, в 4 раза сплавы на основе меди.

В тех случаях, когда конструкция гидроизоляции допускает возможность проникновения воды к стальной поверхности, рекомендуется с целью повышения сопротивляемости стали коррозионно-усталостному разрушению производить упрочняющую обработку поверхности, создающую остаточные напряжения сжатия в поверхностном слое. Одним из наиболее эффективных методов упрочнения применительно к крупногабаритным гребным валам считается обкатка поверхности вала роликами. При этом существует мнение, что применение обкатки дает возможность реализовать преимущества высокопрочных сталей и в коррозионной среде.               

Исходя из изложенного литературного обзора, можно сделать следующие выводы.

1. Усталостная прочность конструкционных сталей, применяемых для изготовления гребных валов крупнотоннажных судов, при (воздействии коррозионно-агрессивной среды на большой базе испытаний (более 50*106 циклов) практически не зависит от уровня прочности и предела выносливости в воздухе. Поэтому, если конструкция гидроизоляции и  гидроуплотнений гребного вала допускает возможность его работы в контакте с морской водой, то допускаемые напряжения при применении сталей повышенных категорий прочности (КТ-36) не следует увеличивать по сравнению с мягкой сталью (КМ-25).

2. Уровень коррозионно-усталостной прочности конструкционных сталей, определяемый при испытании крупногабаритных образцов, на достаточно большой базе выше получаемого при испытании образцов меньшего размера.

3. Чувствительность к надрезу конструкционных сталей возрастает с увеличением их прочности. При наличии в конструкции геометрических концентраторов напряжений предельной остроты стали повышенных категорий прочности практически не имеют преимуществ перед мягкой углеродистой сталью.

При наличии острых концентраторов усталостная прочность крупно габаритных стальных валов в обычных атмосферных условиях может быть значительно ниже их усталостной прочности в морской воде. Снижение отрицательной роли острых концентраторов в результате воздействия коррозионно-агрессивной среды может сохраниться до значительной базы циклического воздействия, соизмеримой со временем работы гребных валов в условиях эксплуатации.

 

 

 

 

 

2.4 Технологические меры повышения долговечности гребных валов

2.4.1 Характеристики технологических методов упрочнения поверхности

Существуют стандартные технологические методы упрочнения поверхностей деталей машин: упрочнение пластическим деформированием, закалкой, цементацией, азотированием и цианированием (табл.1).

Таблица№ 1.

Характеристики технологических методов обработки поверхностного слоя

Методы обработки и способы нанесения покрытий

Твердость или степень упрочнения

Толщина модифицированного слоя, мкм

Максимальные напряжения, МПа

Шероховатость, Ra, мкм

Назначение и условия обработки

 

1. Упрочнение поверхностным пластическим наклепом

 

Обработка дробью (стальными шариками диаметром 0,5…1,5 мм)

50…55 HRC,

 

упрочнен 20…50%

 

200...700

 

200…750

 

16…2,5

Повышение усталостной прочности

 

 

Роликовая обработка

 

100..15000

 

500…700

 

1,25..0,04

Повышение усталостной прочности и износостойкости

 

2. Поверхностная термическая обработка

 

Поверхностная закалка токами высокой частоты (ТВЧ)

для сталей > 0,4% С

 

40…70 HRC,

 

200…

…10.000

 

300…800

не изменяется

 

Повышение усталостной прочности и износостойкости

 

Закалка с нагревом газовым пламенем

40…70 HRC,

500…

…10.000

 

300…800

ухудшается

 

3. Химико-термическая обработка

 

Цементация

2 СО Û СО2 + Сатомарн

окись углерода Û углекисл. газ

900…950°С, 10…20 ч., +

т/о (закалка + н.о.)

– газовая (углеводороды)

– твердая

(древесный уголь, пасты)

– жидкая (керосин)

 

58…62 HRC,

 

100...2000

 

400…800

 

не изменяется

Повышение износостойкости

сталей 0,1…0,3 %С

 

 

 

 

 

Науглероживание до 1%

 

Азотирование

 

2 NН3 ® 2 Nатомарн + 3 Н2

аммиак

500…600°С, 20…60 ч.

30 HRC (чист. Fe)

120 HRC (легир ст Al, Cr, Mo, V)

 

10...650

 

400…800

не изменяется

Повышение износостойкости

– т/о (улучшение)

–механ. обработка

– азотирование

–тонкое шлифован.

 

Газовое цианирование

(нитроцементация)

2 NН3 ® 2 Nатомарн + 3 Н2

25% аммиака + 75% цементующего газа  ®  Сатомарн

800…850°С, до 5 ч.

т/о (закалка + н.о.)

55…57 HRC,

400...500

400…800

не изменяется

Повышение износостойкости

 

 

 

2.4.2 Характеристики технологических методов защиты поверхности

 

На долговечность гребного вала в значительной степени оказывают влияние технологические факторы. Недостаточная чистота, риски, царапины, надрезы, плохое прилегание сопрягаемых поверхностей ступицы и облицовки с валом приводят к снижению усталостной прочности гребных валов. В особенности тщательность обработки вала должна соблюдаться в районе подступичной части, под концом кормовой облицовки, а также между торцами ступицы и  облицовки. Чистота поверхности конуса должна быть 7 кл., а в промежутке между торцами ступицы и облицовки 8кл. - 9кл.

Уменьшение фреттинга под ступицей со стороны большого основания конуса можно достигнуть за счет увеличения площади контакта между ступицей и валом. Чем больше площадь прилегания, тем меньше будут напряжения в пятнах контакта и тем меньше будет возможность возникновения усталостных трещин у границ пятен. По нашему мнению, для гребных валов диаметром более 400 мм прилегание ступицы и вала в районе большого основания конуса на длине 200—300 мм должно быть не менее четырех пятен на площади 25х25 мм.

Как показали исследования, усталостная прочность валов с напрессовками может быть значительно повышена применением в сопряжении лаковых пленок. Весьма благоприятно сказывается на прочности вала сочетание упрочняющей накатки подступичной части с лаковым покрытием. В работе для получения лаковой  пленки  использовали клей (лак) ВДУ-3 и эластомер ГЭН-150, которые обеспечивают создание прочной пленки с хорошей адгезией к металлу. Были испытаны в составе прессовых соединений при круговом изгибе образцы диаметром  60, 90 и 178 мм.

 При изготовлении образцов диаметром 30 мм посадочную поверхность обезжиривали ацетоном и покрывали лаком ВДУ-3 с помощью кисточки. После полимеризации первого слоя в течение 30 мин при температуре 100-120°С и остывания образца наносили второй слой с последующей полимеризацией при температуре 140—150° С в течение часа. При изготовлении образцов, имеющих покрытие с присадкой дисульфид-молибдена, посадочную поверхность образца покрывали пастой, состоящей из 65% растворенного лака ВДУ-3 и 25% тонко измельченного порошка дисульфид-молибдена, Лаковые покрытия наносили на образцы диаметром 90 и 178 мм методом напыления на токарном станке краскораспылителем марки КР-10.

В качестве растворителя лака ВДУ-3 применяли специальный состав: 50% ацетона, 35% бутил ацетата и 15% толуола. На каждые 10 весовых единиц сухого лака ВДУ-3 брали 90 весовых единиц растворителя. Для растворения эластомера ГЭН-150 использовали состав: 50% ацетона и 50%. бутил ацетата. На 95 весовых единиц растворителя брали 5 весовых единиц ГЭН-150. Поверхность вала перед нанесением покрытия тщательно обезжиривали бензолом и  ацетоном. После нанесения лаковой пленки производили полимеризацию нагревали деталь до температуры 150—160°С с выдержкой при этой температуре 40—60 мин.

Анализ опытных данных и исследования поверхности испытанных образцов позволили  сделать выводы, что применение лаковых покрытий обеспечивает повышение усталостной прочности по  излому в зоне напрессованных деталей при диаметре образца 30 мм на 18—20%, 90 мм на 30—32% и 180 мм на 40%.. Было также замечено, что у образцов с лаковым покрытием резко снижалось выделение продуктов фретинг-коррозии; повреждения от фретинга были  значительно меньше как по величине площади, так и по глубине.

У образцов с нанесением в зоне сопряжения лакового покрытия с присадкой дисульфид молибдена после 14 • 106 циклов нагружений при расчетном напряжении 13 кгс/мм2 произошла самопроизвольная распрессовка образца, что явилось, очевидно, следствием снижения коэффициента трения при применении дисульфид молибдена.

Еще более эффективное повышение прочности валов в зоне напрессовок дает упрочняющая обкатка с последующим лаковым покрытием. Были испытаны  образцы диаметром 30 мм с упрочняющей накаткой подступичной поверхности, с накаткой и с лаковым покрытием. Для сравнения проведены также усталостные испытания контрольных образцов (обычная напрессовка) и образцов с лаковой пленкой. Проведенные испытания на базе 300 млн. циклов позволили сделать вывод, что применение лаковой пленки для образцов, упрочненных накаткой, обеспечивает дополнительное повышение усталостной прочности примерно на 20%. При этом предел выносливости накатанных образцов с лаковой пленкой составил 18,5 кгс/мм, накатанных — 15,5 кгс/Введение, с лаковой пленной — 12,7 кгс/мм2 и контрольных — 10,3 кгс/мм2.

Валопровод судов типа «Бежица» подвержен крутильным колебаниям, вследствие чего конуса гребных валов весьма часто имеют повреждения из-за фретинг-коррозии. Во избежание этого на теплоходе «Брянский рабочий» под руководством ЦНИИТС была занесена лаковая пленка ГЭН-150 на конус гребного вала диаметром 510 мм. Поверхность конуса вала перед нанесением пленки была очищена и тщательно обезжирена ацетоном и спиртом. Эласто-мер ГЭН-150 наносили на конус вала при его вращении со скоростью 12,5 об/мин, краскораспылителем марки С-765 с диаметром сопла 1,8 мм. Состав наносили в четыре слоя с промежуточной сушкой в течение 10—15 мин. Полимеризацию пленки производили при температуре 160°С с помощью переносной электронагревательной печи, которую подключали через трансформатор ТСД-1000 при силе тока 1000А  и напряжении 75 В. Поверхность пленки была ровной и глянцевой. Толщина ее, измеренная прибором ИТП-1, составила 25—27 мкм. Гребной винт был насажен на вал, и судно находится в эксплуатации до очередного освидетельствования.

С целью уменьшения фретинг-коррозии между бронзовой облицовкой и валом, создания условий для гашения вибрационных и динамических нагрузок И. А. Елин считает перспективным замену горячей насадки облицовки на валу формированием соединения с помощью клеевой полимерной композиции. В 1962 г. таким образом была осуществлена насадка облицовки на гребной вал буксира «Шахтер». В 1965 г. были опубликованы данные об опытной насадке бронзовой облицовки на стальной вал диаметром 300 мм, длиной 2,8 м с помощью клеевой композиции на основе эпоксидной смолы Araldit SW-404 (режим отверждения: 20—25е С в течение      4-5 ч). Насадка облицовки на вал производилась с зазором 1,5—2,5 мм, который заполнялся клеевой полимерной ком позицией под высоким давлением, благодаря которому обеспечивался необходимый натяг облицовки на валу. Такой метод насадки облицовок на гребные валы позволяет производить механическую обработку сопрягаемых поверхностей с точностью ±0,5 мм, обеспечивает дополнительную защиту вала от коррозии, а также исключает необходимость применения больших нагревательных устройств для горячей насадки или мощных прессов для напрессовки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица№2

Характеристики металлизации поверхности

Методы обработки и способы нанесения покрытий

Твердость или степень упрочнения

Толщина модифицированного слоя, мкм

Максимальные напряжения, МПа

Шероховатость, Ra, мкм

Назначение и условия обработки

Алитирование

твердое (950-1000°С, 4-10 ч.)

Al, AlFe, хлористый аммоний

(порошок)

жидкое (750-800°С, 1…1,5 ч)

Al + (7…8%)Fe (расплав)

газовое (1000°С, 2 ч.)

AlСl3 ® Al + ­Сl2

хлористый алюминий

 

 

50 HRC,

 

100...2000

 

200…300

 

300…400

 

ухудшается

 

 

Повышение износостойкости, сопротивление эрозии, коррозии, жаростойкости

Хромирование

65% – CrFe (феррохром)

   30% – глинозем

5% – хлористый аммоний

CrСl2 ® Cr + ­Сl2

хлористый хром

Твердое (1050…1150°С, 12-15 ч.)

Т/О (Зак.+Н.О.)    –

 

100…200HV

 

20…25

HRC,

 

125…130

 HRC,

 

20...200

 

 

ухудшается

Силицирование

(950…1050°С, 2 ч.)

через печь пропускают пары хлористого кремния

SiСl4 ® Si + ­2Сl2

30 HRC,

100…125HV

50...200

 

не изменяется

Борирование

(930…950°С, 2…6 ч.)

из расплава буры  Na 2В4О7

200 HRC, 225…325HV

1...350

 

не изменяется

4. Ионно-лучевая обработка

Ионное легирование (имплантация)

 

0,01…10

 

не изменяется

Повышение сопротивления коррозии, эрозии, усталости, износостойкости

5. Лазерная обработка

Термообработка

 

10..1000

 

ухудшается

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4.3 Роликовая и шариковая обработка гребных валов

 

Одним из наиболее эффективных и технологически доступных средств повышения циклической прочности и надежности гребных валов является холодная обкатка поверхности. Наряду с упрочнением накатывание улучшает качество поверхности и износоустойчивость. Расходы на накатывание не идут ни в какое сравнение с технико-экономическим эффектом повышения эксплуатационной долговечности и надежности обкатанных деталей.       

Обкатыванием роликами и шариками пользуются не только для упрочнения поверхностного слоя, но и для улучшения шероховатости и геометрической формы поверхностей. Пластическая деформация осуществляется путем обкатывания обрабатываемой поверхности деформирующим элементом (роликом или шариком).

Существующие способы можно классифицировать по принципу действия инструмента — обкатывание инструментом непрерывного и ударного (импульсного) действия. Инструмент первого типа обеспечивает постоянный контакт с обрабатываемой поверхностью, при статическом характере приложенной к нему нагрузки; сжимаемый металл течет в направлении подачи инструмента. При работе инструмента ударного действия отсутствует постоянный контакт между ним и обрабатываемой поверхностью, о которую он ударяется и от которой отскакивает.

По конструкции инструмент непрерывного действия можно разделить на два вида: бессепараторный, при котором деформирующие элементы (шарики, ролики) вращаются только вокруг своей оси; сепараторный, когда рабочие ролики изготовляют цельными и помещают в гнездах специального сепаратора, где они могут совершать более сложные движения.

В судовом машиностроении применяют в основном бессепараторный инструмент: он более дешевый и позволяет обкатывать поверхности, различные по размерам и форме.

Рабочее усилие обкатывания может создаваться механическими (пружины, винты), пневматическими, гидравлическими или комбинированными устройствами.

Механические устройства не требуют специального питания и потому являются более простыми, однако недостаточная стабильность величины рабочего усилия обкатки, особенно при обкатывании конических и фасонных поверхностей, снижает эффективность этих устройств.

Обкатывание одним роликом применяют для упрочнения поверхностных слоев крупных жестких деталей, способных воспринимать значительные радиальные нагрузки (например, гребных и коленчатых валов). Для менее жестких деталей лучше пользоваться обкатками с двумя или тремя роликами.

Сепараторные обкатки выполняются преимущественно многороликовыми. В качестве деформирующего элемента могут служить и шарики.

Рассмотрим основные параметры упрочняющего обкатывания бессепараторным инструментом.

Форму и размер ролика выбирают в зависимости от назначения операции. Материал ролика—стали ХВГ, Р18, У10А и др. с твердостью НRС 60—65.

Из применяемой конфигурации роликов (рис.7) для упрочняющего обкатывания предпочтительны ролики со сферическим контуром (рис.7,б), основной параметр которых — профильный  радиус Введение существенно влияние  на характеристики наклепа. С  уменьшением Введениезаданные значения степени наклепа и остаточных напряжений обеспечиваются при меньших усилиях  обкатывания. Уменьшение диаметра роликов повышает также степень и глубину наклепа, однако, при этом может увеличиться шероховатость обрабатываемой поверхности.

ВведениеОсновным параметром режима является усилие обкатывания, чрезмерное повышение которого может вызвать снижение остаточных сжимающих напряжений или перенаклеп, разрушающий поверхностный слой. Вместе с тем малое усилие обкатывания понижает производительность и может не обеспечить заданных свойств поверхностного слоя.

 

Рис.7 Конфигурация роликов для обкатывания: а — с цилиндрическим пояском; б — со сферическим контуром; в — со специальным контуром.

 

Глубину наклепанного слоя металла при обкатывании стальных деталей роликами можно приближенно определить по формуле:

 

Введение

 

где Введение– глубина наклепанного слоя, мм; Р– усилие обкатывания, Н (кгс); Введение– предел текучести материала детали, МПа (кгс/мм2).

Для крупных валов разработана методика, согласно которой за единицу принято условное усилие Введение, обеспечивающее глубину пластически деформированного слоя, равную 0,025 диаметра вала.

Это усилие рассчитывают по формуле:

Введение

где D– диаметр упрочняемой поверхности вала, мм.

Для обеспечения необходимого и достаточного упрочнения рабочее усилие обкатывания Р принимают в пределах от 1,5 до 3,0 Введение. Увеличение Р свыше 3,0 Введениеможет привести к перенаклепу и к снижению сжимающего напряжения. Кроме того, рабочее усилие ограничено наибольшим радиальным усилием, допускаемым прочностью и жесткостью слабого звена станка.Продольная подача и скорость обкатывания (скорость вращения детали) незначительно влияют на свойства поверхностного слоя. При увеличении подачи сверх определенного предела (порядка 0,6—0,8 мм/об} сжимающие напряжения начинают постепенно уменьшаться.

Увеличение скорости обкатывания сверх 0,5 м/с (30 м/мин) также несколько снижает сжимающие напряжения. При обработке крупных деталей наибольшая скорость: обкатывания не должна превышать 0,83—1,33 м/с (60—80 м/мин), чтобы исключен был нагрев поверхности, который может снизить упрочняющий эффект обкатывания.

Число проходов следует принимать не более двух-трех. Обкатывание длинных изделий желательно выполнять за один проход. Большее число проходов применяют для повышения чистоты, а также при обкатывании маложестких деталей.При чистовом обкатывании пластически деформируют только тонкий поверхностный слой, толщина которого примерно равна высоте шероховатостей, оставшихся после механической обработки (или немного превышает ее). Гребешки неровностей сминаются и затекают в смежные впадины. Весьма эффективно совмещение упрочняющего и чистового обкатывания. Е. С. Рейнбергом предложена методика определения основных параметров обкатки судовых гребных валов [26]. Из большого числа параметров обкатки (размеры обкатываемого     вала, размеры ролика, давление на ролик, подача ролика, скорость накатывания и

 

 

число проходов) наибольшее влияние на повышение циклической прочности вала оказывает величина давления обкатки. Это давление вызывает наклеп, повышение твердости поверхностного слоя и остаточные напряжения сжатия. Существенное влияние на глубину наклепа, а также на величину  остаточных напряжений у поверхности оказывают размеры упрочняющего ролика (его диаметр и профильный радиус).

Введение

В исследовании была установлена зависимость между режимом обкатки роликами и глубиной упрочненного слоя, поверхностной твердостью и остаточными напряжениями при обкатке крупногабаритных судовых валов, изготовленных из материала S25C, S35С и S45С. Результаты усталостных испытаний образцов подтвердили наличие упрочненного слоя. В результате обкатки вала диаметром 300 мм (сталь S25С) при нагрузке на ролик 8т (500 кгс/Введение), окружной скорости 122 мм/сек, и скорости подачи 3 мм/мин глубина упрочненного слоя достигает 25 мм и изменяется от 230 единиц на поверхности до 155 единиц по Виккерсу на глубине 25 мм. С увеличением числа проходов твердость и глубина упрочненного слоя увеличиваются незначительно. Влияние величины нагрузки на ролики при обкатке на глубину упрочненного слоя и поверхностную твердость видно из рис.4. Исследование проводилось на образцах диаметром 300 мм (сталь S25С) и диаметром 280 мм (сталь S45С). Окружная скорость вращения вала составляла 122 мм/сек, скорость подачи — 3 мм/мин.  Из рис.4 максимальная глубина упрочненного слоя отмечается при нагрузке на ролики 10 т; эта нагрузка и считается оптимальной.     

                                    

Рис.4 Зависимость твердости и глубины упрочнения поверхностного слоя от нагрузки на ролики

 

На рис.5 показано влияние скорости подачи роликов на поверхностную твердость, глубину упрочненного слоя и уменьшение  диаметра образца в случае, когда нагрузка на ролики увеличивалась от 0 до 8 т, а промежуточные проходы проводились при нагрузках 4 и 6 г. Скорость обкатки при этом была постоянной и составляла 59 мм/сек. Из рисунка видно, что поверхностная твердость и глубина упрочненного слоя быстро увеличиваются, если скорость подачи составляет менее 4 мм/мин.

ВведениеРис.5 Влияние скорости подачи роликов на поверхностную твердость, глубину упрочненного слоя и уменьшение диаметра образца вала

 

 

 

Величина нагрузки на ролики влияет на твердость и глубину упрочненного слоя. Образцы диаметром 280 мм (сталь S45С) были обкатаны при следующих режимах: 0 – 2 – 4 т, 0 – 4 – 6 т; 0 – 4 – 6 – 8 т; окружная скорость составляла 59 мм/сек, а скорость подачи 0,483 – 10,160мм/мин.

 

 

 

 

Введение

Рис.6 Влияние скорости подачи роликов на поверхностную твердость, глубину упрочненного слоя и уменьшение диаметра  образца при различных режимах обкатки (—0,488мм/мин; — — — 5,080 мм/мин; — • — 7,016 мм/мин)

 

Из рис.6 видно, что скорость подачи имеет большое значение в том случае, если нагрузка на ролики достигает значительной величины.

Произведены усталостные испытания обкатных образцов валов, с насадками и без них на изгиб при вращении. Образцы изготавливали из отожженной кованой стали S25C. Режим обкатки следующий:0 – 2, 0 – 2,7т.

Окружная скорость 67 мм/сек., скорость подачи 3,17 мм/сек. Расчетный натяг прессовой посадки составлял 1,3/1000. Результаты испытаний представлены на рис. 82. Предел усталости не упрочненного образца с насадкой составлял 15,5 кгс/мм2 (кривая 1), а предел усталости обкатанного, равный 23,5 кгс/мм2 (кривая 3), оказался даже несколько выше не упрочненного гладкого образца (22 кгс/мм2, кривая 2). Предел выносливости гладкого обкатанного образца достиг 26 кгс/мм2 (кривая 4).

Для выявления эффективности упрочнения при увеличении диаметра подступичной части вала были проведены испытания накатанных и не накатанных образцов диаметром 184 мм из стали 35. Упрочнение накаткой производили на трех роликовом приспособлении с диаметром ролика 200 мм и профильным радиусом 8 мм: при давлении на ролик 1500 кг. После накатки образцы обтачивали до кл.6. Припуск под накатку и окончательную обработку составлял 0,6 мм на диаметр. Глубина упрочненного слоя при исследовании косого шлифа составила 7,5 мм (0,04d). Способ формирования ступиц и осей — тепловой с натягом 0,2 мм.

Результаты усталостных испытаний показали, что предел усталости образцов осей диаметром 184 мм, упрочненных накаткой, составил 15,8 кгс/мм2 против 6 кгс/мм2 для не упрочненных осей.

Упрочняющий ролик диаметром 228,6 мм с профильным радиусом R=38,1мм движется по одной стороне вала с нагрузкой, необходимой для производства требуемой глубины холодной обработки (максимальная нагрузка составляет 18858 кгс), а сглаживающий ролик такого же диаметра и с профильным радиусом R=101,6 мм движется по другой. Гидравлический поршень, передающий усилие на упрочняющий ролик, стопорится от вращения и удерживает ось ролика строго параллельно оси вала. Каждый ролик устанавливается на двух роликовых подшипниках  и изготавливается из инструментальной стали следующего состава (%): углерод 0,95— 1,0, хром 5,25, ванадий 0,50, молибден 1,15 (не ниже). Ролики упрочняются до 57—58 единиц по Роквеллу нагреванием до температуры 954—10103 С; охлаждением на воздухе и выдержкой в течение 2 ч. при температуре 538° С; охлаждением на воздухе и выдержкой в течение 2 ч при температуре 510° С, затем полным охлаждением на воздухе.

Операция обкатывания совершается за один проход роликов вдоль оси вала при подаче, равной около 1,588 мм/об, и вращении вала со скоростью 18,3 м/мин. Максимальная скорость подачи не должна превышать половины ширины контактной поверхности упрочняющего ролика. Скорость вращения вала ограничивается скоростью пластической деформации, и при обкатке не должно наблюдаться «прыганья» — вибрации роликов, так как на поверхности вала могут появляться микроскопические трещины. При скорости 18,3 м/мин трещин на валу не наблюдалось.

На валу, подвергаемом обкатке, оставляют припуск 0,127— 0,254 мм, если же вал после обкатки протачивается, припуск составляет 0,32 мм. Операция обкатывания уменьшает диаметр вала на 0,0254—0,0508 мм. Нагрузка на ролик прилагается постепенно на расстоянии 50 мм по валу перед зоной обкатывания и уменьшается до нуля на таком же расстоянии за ней. Обкатка конус начинается на валу, направление должно быть от большого конуса к малому. При обкатке может применяться качественное машинное масло. Длина упрочненной поверхности должна быть: для гребного вала, размещенного в дейдвудной трубе, один диаметр вала по длине или не менее чем 457 мм в нос от носового торца конуса вала; для гребного вала, расположенного в кронштейне, — то же, что и для предыдущего вала, плюс 305 мм в корму от носового конца кормовой облицовки. Для уменьшения влияния фретинга рекомендуется также обкатку производить под концами облицовок и под ступицей.

3. Результаты проведенных исследований

3.1 Материалы и методика исследований

В качестве материала, при изготовлении гребных валов большого сечения был выбран коррозионно-стойкий титановый сплав ПТ-5В (Ti-6Al-2V-1Mo), разработанный в ЦНИИ КМ «Прометей».

Исследуемый материал относится к высокопрочным псевдо-a-сплавам с повышенным содержанием второй фазовой составляющей (b-фазы 10 -15%). Сплав обладает довольно хорошими технологическими свойствами при металлургическом переделе, высокой коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью. Полное полиморфное превращение в b-состояние (ОЦК – решётка) сплав достигает при температуре 1030 - 1050°С. В ходе резкого охлаждения (закалки) при температуре 900°С происходит мартенситное превращение. По своим теплофизическим параметрам исследуемый сплав можно отнести к категории материалов с низкой плотностью (высокой удельной прочностью), низкой теплопроводностью, низкой энергией дефектов упаковки. Как известно из литературы, такие материалы подвергаются сильному деформационному упрочнению. А последующие релаксационные отжиги вызывают разупрочнение в значительной мере за счёт процессов рекристаллизации, что обусловлено малой вероятностью прохождения полигонизационных процессов.

Существующие на сегодня способы термомеханической обработки (ТМО) металла из сплава данного класса изложены в ряде книг, статей. Обычно горячая деформация (ковка, прокатка, штамповка) осуществляется в b или a+b области с последующим низкотемпературным отжигом. Термомеханическая обработка, предлагаемая на (a+b) – сплавах с содержанием второй фазовой составляющей 5 - 20 об ¤ %. Такие режимы, как правило, позволяют получить оптимальный комплекс механических свойств, повысить сопротивление усталости, относительное удлинение, сужение при сохранении достаточно высокого уровня прочности.

Таблица№3

Химический состав сплавов титана

Сплав

Al

V

Мо

Fe

Si

O

C

N

H

ПТ-5В

6.51

1.42

0.86

0.10

0.03

0.10

0.10

0.02

0.003

ВТ6

5.3 – 6.8

3.5 – 5.3

0.30

0.10

0.20

0.10

0.05

0.015

 

Таблица№4

Механические свойства сплава ПТ-5В (пруток)

Введение, МПа

Введение, МПа

HRC

Введение, %

Введение, %

КСU, Дж/Введение

Введение(N=10Введение)

930 - 1080

>834

30-40

>10

>20

30

>520

 

С увеличением габаритов заготовок возрастает их структурная и химическая неоднородность. Для их уменьшения и повышения прочности была предложена опытная технология.

С целью улучшения макроструктуры металла была изготовлена опытная партия заготовок по схеме отличающейся от традиционной (слиток - пруток), а именно, была выполнена промежуточная горячая ковка (слябингование) по схеме (слиток – сляб - пруток). Изменение технологических условий производства заготовок, а следовательно, структурно-химические изменения, в качестве технологической наследственности, могли отразиться на эксплуатационных свойствах изготовленного гребного вала.( рис.8)

Введение

 

Рис.7 Технологические схемы производства и структурно-химические особенности строения материала заготовок гребных валов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Результаты малоцикловых испытаний в морской воде

 

 

 В данной работе малоцикловые испытания в 3% растворе NaCl выполняли на цилиндрических образцах диаметром 8мм с кольцевым надрезом глубиной 1мм и радиусом в дне надреза Введение, рис.9.  Испытания проводили на растяжение при пульсирующем положительном цикле нагружения (Введение) с частотой 2 – 3 цикла/минут. На рис.10 представлены результаты малоцикловых испытаний в морской воде.

Введение

 

Рис. 8 Схема вырезки образца из заготовки

 

 

Амплитуда приложенного напряжения Введение сохранялась от цикла к циклу и составляла 70 и 80% от предела текучести материала. Введение. На графике представлены кривые распределения числа циклов до разрушения при различных амплитудах напряжения. Статистический анализ полученных совокупностей измерений дал следующие результаты (таблица №5).

 

 

 

 

Таблица №5.

Результаты измерений малоцикловой долговечности образцов

Приложенное напряжение

Число измерений, n

Среднее значение,Введение

Дисперсия,Введение

Основное отклонение, Введение

Коэффициент вариации, Введение

0,7Введение

56

2147

313,931

560

0,26

0,8Введение

56

1014

92,475

304

0,30

Введение

 

1132(53%)

221,456 (71%)

256(46%)

0,04(13%)

                                         

Введение
     Увеличение амплитуды приложенного напряжения от 0,7Введение до 0,8Введение ведет к увеличению среднего значения малоцикловой долговечности на 53% от 2147 до 1014 циклов соответственно, к уменьшению дисперсии распределения на 71% и среднего отклонения на 46%. Однако коэффициент вариации меняется незначительно (от 0,26 до 0,3) при увеличении амплитуды напряжения. Из приведенной на рис.10 кривой видно, что при напряжении 0,7Введение 

 

Pис.9 Распределение малоцикловой долговечности образцов сплава      ПТ - 5В

 

малоцикловая долговечность меняется в диапазоне от 1600 до 2800 циклов, тогда как при 0,8Введение разброс значений сокращается: число циклов до разрушения меняется в пределах от 700 до 1300 циклов.

Таким образом, с уменьшением уровня приложенного напряжения, увеличивался разброс значений числа циклов до разрушения, наряду с одновременным возрастанием среднего их значения.

3.3 
Анализ выпадов образцов испытанных на коррозионную      усталость

 

      На изломах образцов с низкими значениями числа циклов до разрушения (рис.11а) зона коррозионного охрупчивания занимала большую часть поверхности и выходила на край образца (рис.11в). Цветное электрохимическое окрашивание металла образцов непосредственно под изломом позволило выявить в местах коррозионного охрупчивания наличие структурно и кристаллографически выделенных узких микрообластей. Такие микрообласти представляли собой моноколонии пластин мягкой aa-фазы другой легированности, вызывающие изменение их электрохимического потенциала и ослабление коррозионной стойкости.

Введение

 

Введение

Рис.10 Характерные изломы (а,б) и схемы разрушения (в,г) малоцикловых образцов, испытанных в 3% растворе NaCl с низкими (N=269) (а.в) и высокими (N=1885) (б,г) значениями числа циклов до разрушения.

 

 

 

На изломах образцов с высокими значениями числа циклов до разрушения (рис.11б) зона коррозионного охрупчивания или совсем отсутствовала, или имела место, но располагалась в средней части излома (рис.11г). Цветное электрохимическое окрашивание образцов выявило отсутствие узких микрообластей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Проектирование технологического процесса механической обработки гребного вала с 4-х лопастным винтом без дейдвудного устройства

4.1 Методика получения заготовки и выбора материала

См. пункт 3.1 Материалы и методика исследования

4.2 Общие технические требования к валам судовых валопроводов (ГОСТ 24725-81)

 

1. В местах установки подшипников и переборочных сальников валы должны иметь шейки по ГОСТ 8256-74

2. В местах перехода от одного диаметра к другому на валах при пректировании следует предусматривать канструктивно-технологические мероприятия по снижению концентраций напряжений (галтели, конусные переходы и т.д.).

3. Концевые участки шеек гребных валов под облицовками, а также участок конуса (в районе большого диаметра) под гребной винт должен быть подвергнут поверхностному упрочнению. Фрезерование шпоночного паза на конусе гребного вала должно быть выполнено после его упрочнения.

4. Концевая резьба гребных валов должна быть правой независимо от направления вращения валов. В технически обоснованных случаях допускается применять левую резьбу.

4.3 Проектирование операций механической обработки

005 Контрольная операция.

Проверить точность и качество поверхности заготовки в соответствии с требованиями ГОСТ 8536-68 принятым на предприятии-изготовителе.

010 Разметочная операция.

            Разметить заготовку под линейный размер вала.

015 Расточная операция.

            Фрезеровать торец заготовки.

020 Расточная операция.

            Фрезеровать торец заготовки.

025 Разметочная операция.

             В сплошных заготовках технологическими базами должны быть центровые отверстия. Разметка центровых отверстий в сплошных заготовках должна производиться с учетом искривления заготовки и фактического припуска на обработку.

030 Горизонтально-расточная операция.

             Зацентровать заготовку с двух сторон. Размеры центровых отверстий выбираются в зависимости от габаритных размеров и массы заготовки по ГОСТ14034-74.

Оба центровых отверстия должны иметь общую ось, проходящую через центр заготовки.

035 Разметочная операция.

            Разметить расположение и ширину базовой шейки (количество шеек для заготовок валов устанавливается в зависимости от отношения длины заготовки к её диаметру, из расчета одной базовой шейки на 15 диаметров заготовки).

040 Токарная операция.

             Черновое точение базовой шейки под люнет.

045 Токарная операция.

             Чистовое точение базовой шейки под люнет.

050 Разметочная операция.

              Разметить контур детали.

055 Токарная операция.

             Обработать заготовку предварительно.

060 Токарная операция.

Обработать заготовку окончательно, за исключением конуса.

065 Токарная операция.

Обкатать шейки вала.

070 Токарная операция.

Обкатать галтель в месте сопряжения шейки вала и фланца.

075 Токарная операция.

Обкатать конус на 1/3 со стороны большого диаметра.

080 Токарная операция.

Обточить конус начисто.

085 Разметочная операция.

Разметить расположение отверстий на фланце.

090 Расточная операция.

Сверлить отверстия во фланце.

095 Разметочная операция.

Разметить паз на конусе.

100 Горизонтально-фрезерная операция.

Фрезеровать шпоночный паз на конусе.

105 Разметочная операция.

Разметить на шпоночном пазу «ложку».

110 Расточная операция.

Расточить паз в «ложку».

115 Токарная операция.

Нарезать резьбу на валу.

 

4.4 Выбор оборудования и технологической оснастки

 

005 – рулетка 0 – 20000мм ГОСТ7502-61.

010, 025, 035, 050, 085, 095, 105 – рулетка 0 – 20000мм ГОСТ7502-61;

Штангенциркуль 0 – 320мм ГОСТ166-73;

Керн ГОСТ7791-76.

015 – Расточной станок КЖ-1952; диаметр обработки: 250 – 1000мм, длина – 6000мм, мощность главного привода – 40кВт.

Инструмент: фреза торцевая насадная со вставными ножами, материал режущей части Р6М5, ГОСТ8529-69 ø300мм.

020 – Расточной станок КЖ-1952.

Инструмент:  фреза торцевая насадная со вставными ножами, материал режущей части Р6М5, ГОСТ8529-69 ø340мм.

030 - Расточной станок КЖ-1952.

Инструмент: сверло центровочное комбинированное ø 12мм, Р18 ГОСТ 14952-69.

040,045 – Токарно-винторезный станок РТ-301; диаметр обработки: над станиной 800мм, над суппортом – 450мм, расстояние между центрами – 10000мм, наибольшая масса обрабатываемого изделия – 10тонн, мощность главного привода 17кВт.

Инструмент: Резец проходной упорный 32*30 ВК6М ГОСТ18875-73; ШЦ1 – 125–01 ГОСТ166-73; скоба 300,4h12 ГОСТ11098-64; скоба 300h9 ГОСТ11098-64.

055 – Токарно-винторезный станок РТ-301.

Инструмент: Резец проходной отогнутый 40*25 φ=45ْ, ВК6М ГОСТ18877-73; резец подрезной отогнутый ВК6М 40*25 ГОСТ18877-73 ШЦ3 – 320-01 ГОСТ166-73; скоба ø321h12

ГОСТ11098-64; скоба ø632h12 ГОСТ11098-64; скоба ø151,5h12 ГОСТ6507-60; скоба 300,4h12 ГОСТ11098-64; рулетка 0 – 20000мм ГОСТ7502-61.

060 – Токарно-винторезный станок РТ-301.

Инструмент: см. операцию 055; скоба ø300h9 ГОСТ11098-64, скоба ø320h8 ГОСТ11098-64; скоба ø150h9 ГОСТ6507-60; ШЦ3 – 320-01 ГОСТ166-73, рулетка 0 – 10000мм ГОСТ7502-61; прибор для проверки конуса гребного вала5МР-104.

065 – Токарно-винторезный станок РТ-301.

Инструмент: однороликовое приспособление для обкатки специальное; толщинометр ультразвуковой импульсный УИТ-Т10. 

070 – Токарно-винторезный станок РТ-301.

Инструмент: однороликовое приспособление для обкатки галтелей; толщинометр ультразвуковой импульсный УИТ-Т10.

075 - Токарно-винторезный станок РТ-301.

Инструмент: однороликовое приспособление для обкатки специальное; толщинометр ультразвуковой импульсный УИТ-Т10. 

 

080 - Токарно-винторезный станок РТ-301.

Инструмент: резец проходной отогнутый φ=45˚ ВК6М ГОСТ18877-73; прибор для проверки конуса гребного вала5МР-104.

090 – Расточной станок КЖ-1952.

Инструмент: сверло ø75мм Р6М5 ГОСТ10903-77, ШЦ3 – 125-0,1 ГОСТ166-73.

100 – Горизонтально-фрезерный станок 6Р83: размеры рабочей поверхности стола 400*1600мм; наибольшее продольное перемещение суппорта станка 1000мм; мощность электродвигателя привода главного движения – 11кВт.

Инструмент: фреза специальная ø120мм; шаблон специальный.

110 - Расточной станок КЖ-1952.

Инструмент: фреза специальная; шаблон специальный.

115 - Токарно-винторезный станок РТ-301.

Инструмент: резец резьбовой 32*30, ВК6М ГОСТ 18885-73, калибр резьбовой ø150мм ГОСТ17765-72.

4.5 Расчет режимов резания для 060 операции (чистовое точение контура вала за исключением конуса)

 

Режимы резания для поверхности под резьбу:

t=1,0 мм

S=0,15мм/об.

V=80м/мин.

Введение

 

Введение

 

Режимы резания для прорезания канавки R6:

t=3 мм

S=0,1 мм/об.

V=100м/мин.

Введение

 

Введение

 

 

 

 

Режимы резания для поверхностей под обкатку:

T=1,2 мм

S=0,16 мм/об.

V=100 м/мин.

Введение

Введение

Режимы резания для поверхности под облицовку:

T=1,2 мм

S=0,2 мм/об.

V=90 м/мин

Введение 

Введение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Проектирование приспособления для роликовой обкатки галтели гребного вала

 

5.1Принцип действия и схема приспособления

 

На рис.12 показана конструкция приспособления для обкатки галтелей наклонным роликом. Корпус приспособления 1 крепится в резцедержателе токарного станка. В корпусе установлен рычаг 3, несущий ось 4 с рабочим роликом 2. Ролик прижимается к упрочняемой галтели пружиной 5.

Введение

 

Рис.11. Приспособление   для   обкатки галтелей наклонными роликами

 

5.2 Расчет приспособления

 

1. Исходные данные для расчета:

            Рк=6000кгс – допускаемая рабочая нагрузка

Нк=450мм – длина пружины по нагрузкой

h=30мм – рабочий ход пружины

D=200мм – наружный диаметр пружины

d=25мм – диаметр проволоки

t=120мм – шаг пружины в свободном состоянии

2. Определяем нагрузку пружины Рпр при сжатии ее до соприкосновения витков:

Введение

где D-d=Dср=95мм

3. Определяем шаг Введение пружины при нагрузке Рк=6000кгс:

Введение

4. Определяем число рабочих витков:

Введение

5. Находим длину пружины в свободном состоянии:

Введение

6. Определяем деформацию Введение при нагрузке Введение:

Введение

7. Определяем деформацию Введениепружины при нагрузке Введение:

Введение

8. Определяем нагрузку в начале рабочего хода:

Введение

 

 

 

6. Технико-экономическое обоснование исследования по повышению надежности и долговечности работы гребного вала

 

При проведении технико-экономического обоснования исследования качества поверхностных слоёв и малоцикловой долговечности вала важное значение имеет фрактографический анализ изломов образцов с помощью бинокулярного стереоскопического микроскопа МБС – 9.

6.1 Расчет коммерческой себестоимости и договорной цены исследования

 

 Расчет потребности в оборудовании

Рассчитаем эффективный фонд рабочего времени оборудования машино/час:

Фэф = Фном – Фреш,

 Где Фэф – эффективный фонд рабочего времени, машино/час;

        Фном – номинальный фонд рабочего времени, машино/час;

        Фреш – время отводимое на ремонт оборудования год, машино/час.

Фреш = (5%*Фном)/100%,

Где Фном = Дн – Вдн – Пдн,

Где Дн – количество дней за год;

       Вдн – количество выходных дней за год;

       Пдн – количество праздничных дней за год.

Тогда Фном = 365-96-8=261день, отсюда Фреш = (5%*261)/100% = 13дней               

Расчет численности работающих и их среднесписочной заработной платы

 Численность производственного персонала определяется исходя из функциональной целесообразности и численности аналогичных лабораторий.

Система оплаты труда является повременной.

Таблица№6

Численность производственного персонала и уровень предполагаемой заработной платы

№ п/п

Специальность

Число работников

Количество часов

Ставка, руб./час

Всего рублей

1

Зав. лабораторией

1

20

50

1000

2

Инженер Ⅱ категории

1

20

30

600

3

Учебный мастер

1

10

35

350

4

Рабочий

1

15

15

225

5

Фотограф

1

10

15

150

Итого:

 

2325

 

 

 

 

Таблица№7

Численность вспомогательного персонала и уровень предполагаемой заработной платы

№ п/п

Специальность

Число работников

Оклад

Всего

1

Уборщица

1

400

400

Итого:

400

 

Фонд оплаты труда за исследование рассчитывается по следующей формуле:

Ф = Фпр+Фвс

Где Фпр – это оплата труда производственного персонала, руб.;

        Фвс – оплата труда вспомогательного персонала, руб.

Отсюда Ф = 2325+400=2725руб.

Отчисления на социальные нужды складываются из отчислений в пенсионный фонд, соцстрах, медицинское страхование, отчисления в фонд занятости, транспортный налог и составляют всего 39% от фонда оплаты труда за весь период.

Ос = (Ф*39)/100,

Где Ос – отчисления на социальные нужды, руб.

Тогда Ос = (2725*39)/100 = 1063 руб.

 

Таблица№ 8

Стоимость основных производственных фондов лаборатории

№ п/п

Наименование

Количество штук

Цена за изделие, руб.

Всего, руб.

Производитель

1

Бинокулярный стереоскопический микроскоп МБС – 10

1

10000

10000

Россия

Итого:

10000

 

Для успешной работы по проведению исследования необходимы основные производственные фонды на сумму 10000 рублей. Причем микроскоп мы уже имеем, поэтому на проведение исследований не потребуется основных фондов.

Затраты на энергию для технологических целей рассчитываются по формуле:

Эст = К*Т,

Где Эст – стоимость потребленной оборудованием электроэнергии, кВт; К = 0,22*165=36,3кВт 

 К – количество потребленной оборудованием электроэнергии;

 Т – тарифная ставка за 1КВтчас электроэнергии составляет 30 копейки.

Тогда Эст = 36,3*0,30 = 10,89рублей.

 

 

 Затраты на отопление производственного помещения рассчитываются по формуле:

Зот = Н*Ц*К,

Где Зот – стоимость затрат на отопление, руб.;

       Н – отапливаемый период, мес.;

       Ц – цена 1Гкал тепловой энергии, равна 50 рублей;

       К – количество потребленной тепловой энергии, Гкал.

Отсюда Зот = 1*50*1,5 = 75 рублей.

 Затраты на освещение помещения рассчитываются по формуле:

Зосв = К*Т,

Где К - количество потребленной электроэнергии, КВтчас;

       Т – тарифная ставка за 1КВтчас электроэнергии, для предприятий составляет 30 копеек.

Отсюда Зосв = 100*0,3 = 30 рублей.

Ускоренная амортизация разрешается для малых предприятий и составляет 5 лет. Исходя из этого амортизационные отчисления нашего предприятия за месяц составят:

А = 10000/5 = 2000 рублей в год или 167 рублей в месяц.

Страховые отчисления строятся с учетом того, что при страховании реального имущества в страховой фирме ЗАО «Росгосстрах-СПб» годовой процент на сумму свыше 10000 рублей составляет 1%.

Остр = (1*Сим*К)/(100*Н),

Где Остр – страховые отчисления за период, руб.;

       Сим – стоимость застрахованного имущества, руб.;

       К – количество месяцев в периоде;

       Н – количество месяцев, в течение которых выплачивается оговоренная сумма.

Отсюда Остр = (1*10000*1)/(100*1) = 100 рублей

 

Таблица№9

Стоимость основных и вспомогательных материалов

№ п/п

Материалы

Количество штук

Цена за единицу

Стоимость руб./пер.

1

Образцы из сплава Ti-6Al-2V-1Mo

14

50

700

Итого:

700

Всего с учетом вспомогательных и других расходов   

770

 

 

 

 

Вспомогательные материалы:

Фотореактивы;

Фото пластины;

Фотобумага.

Затраты принимаем равными 10% от затрат на основные материалы, т.е. 70 рублей.

 

 

Таблица№10

Коммерческая себестоимость проведения исследования

№ п/п

Наименование элементов затрат

Всего, руб.

1

Сырье и основные материалы

700

2

Вспомогательные материалы

70

3

Энергия на технологические цели

13,07

4

Коммунальные услуги

 

4.1

Отопление

118

4.2

Освещение

36

 

Всего материальных затрат

937,07

5

Заработная плата основная и дополнительная работников, непосредственно выполняющих исследовательские работы

2725

6

Отчисления на социальные нужды

1063

7

Затраты на амортизацию основных фондов

167

8

Страховые взносы

100

9

Общехозяйственные затраты на исследование

100

10

Коммерческая себестоимость проведения исследования

4992,07

 

 

Минимальная договорная цена исследования составляет:

Цмин = Ск+0,2*Ск = 4992,07+0,2*4992,07 = 5990,49 рублей

 

 

 

 

6.2 Расчет инвестиционных затрат

 

Инвестиционные затраты в нашем случае будут равняться минимальной договорной цене исследования, т.е. 5990,49 рублей.

Таблица №11

Основные технико-экономические показатели дипломной работы на тему «Учет технологической наследственности при проектировании технологического процесса гребных валов для крупнотоннажных судов»

 

Наименование показателя

Единица измерения

Значение по проекту

Коммерческая себестоимость

руб.

4992,07

Инвестиционные затраты

руб.

5990,49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Безопасность и экологичность проектируемого объекта

7.1 Опасные и вредные производственные факторы в проектируемом цехе

При механической обработке металлов, пластмасс и других материалов на металлорежущих станках (токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных, заточных и др.) возникает ряд физических, химических, психофизиологических и биологических опасных и вредных производственных факторов.

Движущиеся части производственного оборудования, передвигающиеся изделия и заготовки; стружка обрабатываемых материалов, осколки инструментов, высокая температура поверхности обрабатываемых деталей и инструмента; повышенное напряжение в электроцепи или статического электричества, при котором может произойти замыкание через тело человека — относятся к категории физических опасных факторов.

Так, при обработке хрупких материалов (чугуна, латуни, бронзы, графита, карболита, текстолита и др.) на высоких скоростях резания стружка от станка разлетается на значительное расстояние (3—5 м). Металлическая стружка, особенно при точении вязких металлов (сталей), имеющая высокую температуру (400—600 °С) и большую кинетическую энергию, представляет серьезную опасность не только для работающего на станке, но и для лиц, находящихся вблизи станка. Наиболее распространенными у станочников являются травмы глаз. Так, при токарной обработке от общего числа производственных травм повреждение глаз превысило 50%, при фрезеровании 10% и около 8% при заточке инструмента и шлифовании. Глаза повреждались отлетающей стружкой, пылевыми частицами обрабатываемого материала, осколками режущего инструмента и частицами абразива.

Физическими вредными производственными факторами, характерными для процесса резания, являются повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; высокий уровень шума и вибрации; недостаточная освещенность рабочей зоны; наличие прямой и отраженной блескости; повышенная пульсация светового потока. При отсутствии средств защиты запыленность воздушной среды в зоне дыхания станочников при точении, фрезеровании и сверлении хрупких материалов может превышать предельно допустимые концентрации. При точении латуни и бронзы количество пыли в воздухе помещения относительно невелико (14,5—20 мг/м3). Однако некоторые сплавы (латунь ЛЦ40С и бронза Бр ОЦС 6-6-3) содержат свинец, поэтому токсичность пыли, образующейся при их точении, следует оценивать с учетом количества в сплаве свинца, приняв его предельно допустимую концентрацию. Размер пылевых частиц в зоне дыхания колеблется в широком диапазоне — от 2 до 60 мкм. При обработке латуни, бронзы, карболита, графита на высоких скоростях резания (v =300 —400 м/мин) количество пылевых частиц размером до 1,0 мкм составляет 50—60% общего их числа.

В процессе механической обработки полимерных материалов происходят механические и физико-химические изменения их структуры (термоокислительная деструкция). При работе режущим тупым инструментом происходит интенсивное нагревание, вследствие чего пыль и стружка превращаются в парообразное и газообразное состояние, а иногда возникает воспламенение материала, например при обработке текстолита. Таким образом, при обработке пластмасс в воздух рабочей зоны поступает сложная смесь паров, газов и аэрозолей, являющихся химическими вредными производственными факторами.

Продукты термоокислительной деструкции (предельные и непредельные углеводороды, а также ароматические углеводороды) могут вызывать наркотическое действие, изменения со стороны центральной нервной системы, сосудистой системы, кроветворных органов, внутренних органов, а также кожно-трофические нарушения. Аэрозоль нефтяных масел, входящих в состав смазывающе-охлаждающих жидкостей (СОЖ), может вызывать раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, способствовать снижению иммунобиологической реактивности.

Концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, образующихся при обработке резанием, не должны превышать предельно допустимых значений.

К психофизиологическим вредным производственным факторам процессов обработки материалов резанием можно отнести физические перегрузки при установке, закреплении и съеме крупногабаритных деталей, перенапряжение зрения, монотонность труда.

К биологическим факторам относятся болезнетворные микроорганизмы и бактерии, проявляющиеся при работе с СОЖ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.2 Разработка мероприятий по борьбе с вибрациями в цехе. Расчет средств по защите от вибраций

Под  вибрацией   обычно   понимаются   сложные колебания в механических системах.  В соответствии с ГОСТ 24346—80 (СТ СЭВ 1926—79) «Вибрация. Термины и определения» под вибрацией понимается движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание, и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты.

 Принято различать общую и локальную вибрацию. Общая вибрация действует на весь организм человека через опорные поверхности — сиденье, пол; локальная вибрация оказывает действие на отдельные части тела. Общей вибрации подвергаются рабочие и водители транспортных средств, операторы мощных штампов, рабочие литейных цехов. В литейных цехах источником общей вибрации является сотрясение пола и других элементов здания вследствие ударного воздействия выбивных решеток, а также пневматических, формовочных, центробежных и других машин. Повышенной вибрацией сопровождается работа ДВС; эта вибрация передается от наружных поверхностей корпуса через пол помещения на человека.

Источниками локальной вибрации являются пневматические рубильные молотки, трамбовки, кузнечно-прессовое  оборудование,   оборудование   гальванических цехов, шлифовальные и полировальные станки, а также гидропескоструйное,  дробеструйное,   виброабразивное и галтовочное оборудование. Повышенные уровни локальной вибрации возникают в сборочных цехах при сверлении, зенковании, шлифовании, полировании, шабрении, обрубке, опиливании, зачистке, гибке, правке листовых и маложестких деталей, при различного рода очистке и промывке деталей.

Воздействие локальной вибрации в комбинации с охлаждающим микроклиматом характерно для гальванических цехов, особенно при использовании ручного виброинструмента для шлифования и полирования. Вибрация может измеряться с помощью как абсолютных, так и относительных параметров.

Абсолютными параметрами для измерения вибрации являются вибросмещение, виброскорость и виброускорение. Основной относительный параметр вибрации — уровень виброскорости, который определяется по формуле:

Введение

где v — амплитуда виброскорости, м/с; Введение= Введение м/с — пороговое значение виброскорости.

В соответствии с ГОСТ 12.1.012—78* «ССБТ. Вибрация. Общие требования безопасности» существуют следующие виды общей вибрации: транспортная, возникающая при движении транспортных средств; транспортно-технологическая, воздействующая на операторов машин с ограниченным перемещением в производственных помещениях; технологическая, воздействующая на операторов стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Измеряются параметры вибрации с помощью приборов, называемых виброметрами. В настоящее время в качестве виброизмерительной аппаратуры   используются   отечественные   приборы ИШВ-1, ИШВ-2; измеритель шума и вибрации ВЧП-2; из зарубежной аппаратуры применяются универсальные виброакустические комплекты фирм КРТ (ГДР) и «Брюль и Кьер» (Вrи1 еt Сиеr, Дания).

 Нормируются параметры вибрации в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.012—78* «ССБТ. Вибрация. Общие требования безопасности». Нормируемыми параметрами вибрации являются средние квадратические значения виброскоростей, их логарифмические уровни или виброускорения в октавных полосах частот (для общей и локальной вибрации) и в 1/3 октавных полосах (для общей вибрации). Общая вибрация нормируется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 Гц и в 1/3 октавных полосах со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10; 12,5; 20,0; 25; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Гц.

Локальная вибрация нормируется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Нормируется вибрация в направлении трех ортогональных осей координат X, V, 1 для общей вибрации, где 7. — вертикальная ось, X, V — горизонтальные оси, и Хр, Yр, Zр —для локальной вибрации, где ось Хр совпадает с осью мест охвата источника вибраций, а ось Zр лежит в плоскости, образованной осью Хр и направлением подачи или приложения силы.

Допустимые значения параметров транспортной, транспортно-технологической и технологической вибрации приведены в ГОСТ 12.1.012—78* «ССБТ. Вибрация. Общие требования безопасности».

При оценке вибрации с помощью дозы нормируемым параметром является эквивалентное корректированное значение контролируемого параметра. Для общей и локальной вибрации зависимость допустимых значений нормируемого параметра Введение от времени фактического воздействия вибрации t, не превышающего 480 мин, определяют по формуле:

Введение

 

где Введение- допустимое значение нормируемого параметра для длительности воздействия вибрации 480 мин.

Суммарное время работы в контакте с ручными машинами, вызывающими вибрацию, не должно превышать 2/3 рабочей смены. При этом продолжительность одноразового непрерывного воздействия вибрации, включая микропаузы, которые входят в данную операцию, не должна превышать 15—20 мин.

Суммарное время работы с виброинструментом при восьмичасовом рабочем дне и пятидневной рабочей неделе не должно превышать для слесаря-сборщика 30 % сменного рабочего времени, для электромонтажника 22 %, для наладчика 15 %. При работе с виброинструментом масса оборудования, удерживаемая руками, не должна превышать 10 кг, а сила нажима не должна превышать 196 Н.

При воздействии сопутствующих вибрации неблагоприятных факторов (охлаждения, шума, загазованности, запыленности) необходимо разрабатывать специальные производственные щадящие режимы.

Средства и методы виброзащиты.

По организационному признаку методы виброзащиты подразделяются на методы индивидуальной и коллективной виброзащиты. Средства индивидуальной виброзащиты (СИЗ) по месту контакта оператора с вибрирующим объектом подразделяются на: СИЗ для рук оператора — рукавицы, перчатки, вкладыши, прокладки; СИЗ для ног оператора — специальная обувь, подметки, наколенники; СИЗ для тела оператора — нагрудники, пояса, специальные костюмы.

Общие  требования   к  средствам   индивидуальной  защиты  рук от  вибрации регламентируются ГОСТ 12.4.002—74 «ССБТ. Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие технические требования».

По отношению к источнику возбуждения вибрации методы коллективной защиты подразделяются на методы, снижающие параметры вибрации воздействием на источник возбуждения, а также снижающие параметры вибрации в направлении ее распространения. Воздействие на источник возбуждения вибрации сводится к изменению конструктивных элементов источника возбуждения и характера вынуждающих сил и моментов, обусловленных рабочим процессом в машине, а также к уравновешиванию отдельных элементов машин и к применению методов отстройки от резонансных явлений.

Отстройка от режимов резонанса производится либо посредством рационального выбора массы и упругости колеблющейся системы, либо изменением частоты вынуждающей силы.

В местах распространения вибрацию можно снизить, используя дополнительные устройства, встраиваемые в конструкцию машины (виброизоляционные, виброгасящие); применяя демпфирующие покрытия, а также используя антифазную синхронизацию двух или нескольких источников возбуждения. В ряде случаев в отдельных средствах виброзащиты могут совмещаться комбинации указанных методов.

Средства динамического виброгашения по принципу действия подразделяются на динамические и ударные виброгасители.

Динамические виброгасители по конструктивному признаку могут быть пружинными, маятниковыми, эксцентриковыми, гидравлическими. Обычно они представляют собой дополнительную колебательную систему, крепящуюся на вибрирующем агрегате и настроенную таким образом, что в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата.

Эффективность действия виброгасителей ограничивается агрегатами с дискретным возмущающим воздействием практически одной частоты. Для снижения вибрации возможно применение ударных виброгасителей маятникового, пружинного и плавающего типов, а также виброгасителей камерного типа. Ориентировочно маятниковые ударные виброгасители используют для гашения колебаний с частотой 0,4—2 Гц, пружинные — 2—10 Гц, плавающие — выше 10 Гц. Виброгасители камерного типа по конструкции аналогичны камерным глушителям шума и устанавливаются на всасывающей и нагнетательной стороне компрессоров, трубопроводов. Динамическое виброгашение осуществляется также при установке агрегата на массивном фундаменте.

Виброизоляция. .Она заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения к защищаемому объекту путем введения в колебательную систему дополнительной упругой связи. Эта связь препятствует передаче энергии либо от колеблющегося агрегата к основанию, либо от колеблющегося основания к человеку или к защищаемым конструкциям.

Виброизоляция осуществляется путем установки источников вибрации на виброизоляторы, а также гибких вставок в коммуникациях воздуховодов; применения упругих прокладок в узлах крепления воздуховодов, в перекрытиях, несущих конструкциях зданий, в ручном механизированном инструменте и т. д.

В машиностроении для виброизоляции стационарных машин с вертикальной вынуждающей силой чаще всего применяют резиновые, пружинные и комбинированные виброизоляторы. Комбинированный виброизолятор представляет собой сочетание пружинного виброизолятора с упругой прокладкой; при этом достигается необходимая широта диапазона гасимых колебаний.

Упругие элементы могут быть металлическими, полимерными, волокнистыми, пневматическими, гидравлическими, электромагнитными.

Вибродемпфирование заключается в уменьшении уровня вибрации защищаемого объекта за счет превращения энергии механических колебаний рассматриваемой колеблющейся системы в тепловую энергию. Вибродемпфирующие свойства материалов определяются величиной коэффициента потерь Введение.

Чем выше коэффициент потерь Введение, тем большего эффекта вибродемпфирования можно достичь. Вибродемпфирование осуществляется:

1) путем изготовления колеблющихся объектов из материалов с высоким коэффициентом потерь, т. е. из сплавов на основе систем Си - Ni, Ni -Ti, Ni - Со и т. д., а также из пластмасс, дерева, резины, капрона, текстолита; коэффициент потерь перечисленных выше сплавов 0,02—0,1 в отличие от стали и чугуна, имеющих коэффициент потерь 0,001—0,01;

2) нанесением на колеблющиеся объекты материалов с высоким коэффициентом потерь.

Действие покрытий основано на ослаблении вибраций путем перевода колебательной энергии в тепловую при деформациях покрытия. Эффективное действие вибропоглощающих покрытий наблюдается на резонансных частотах несущей металлической конструкции. Вибропоглощающие покрытия в зависимости от величины модуля упругости Е могут быть жесткими (Е = 108 —109 Па) и мягкими (Е < 108 Па). Действие жестких покрытий проявляется, главным образом, в области низких и средних частот, а действие мягких покрытий — в области высоких частот.

К жестким покрытиям относятся твердые пластмассы, рубероид, изол, битумизированный войлок, фольга, гидроизол, стеклоизол, фольгоизол и др.

Действие жестких покрытий обусловлено их деформациями в направлении, параллельном рабочей поверхности, на которую оно наносится. Покрытия этого типа рекомендуется выполнять многослойными. Коэффициент потерь слоистых вибродемпфирующих конструкций изменяется в пределах от 0,15 до 0,40.

К мягким вибродемпфирующим покрытиям относятся мягкие пластмассы, материалы типа резины (пеноэласт, технический винипор), отдельные виды пластиков и пенопластмасс. Действие мягких покрытий обусловлено их деформациями по толщине. Коэффициент потерь этих покрытий имеет значения от 0,05 до 0,5. Листовые мягкие вибродемпфирующие покрытия применяют при ручной правке, при обработке тонкостенных конструкций малой жесткости, в конструкциях станков. Для вибрирующих объектов сложной конфигурации, где невозможно использовать листовые покрытия, применяют мастики. Наиболее распространены мастичные покрытия ВД17-58, ВД17-59, ВД17-63, «Антивибрит» и др. Коэффициенты потерь мастик изменяются в пределах от 0,3 до 0,45. Их применяют для снижения вибрации вентиляционных систем, центробежных компрессоров, насосов, трубопроводов. Оптимальная толщина покрытий равна двум-трем толщинам демпфируемого элемента конструкции.

 

 

 

 

 

 

 

7.3  Расчет искусственного освещения в цехе

 

Требуется определить необходимое число ламп ЛДЦ-80 для создания освещенности Е300лк по 3 разряду норм.

При равномерном расположении светильников в системе общего освещения, освещенность на рабочей поверхности рассчитывается по формуле:

 

Введение , Лк

 

где f - световой поток одной лампы в светильнике, Лм

n – число ламп в осветительной установке, шт.

h - коэффициент использования светового потока, зависит от коэффициента отражения потолка и стен Введение и показателя помещения I, который определяется из соотношения:

I =Введение

где a,b – ширина и длина помещения, м

Введение- высота подвеса светильников над рабочей поверхностью

a=12; b=30; Введение=3; I=2.86; Введение=0.5; Введение=0.3; h=0.57

к – коэффициент запаса, учитывающий старение и загрязнение ламп, колебания напряжения в сети, К=1,6;

z - коэффициент, учитывающий неравномерность освещения, для люминесцентных ламп Z=0.9;

S – освещаемая площадь, S=360Введение 

Из приведенной выше формулы освещенности получаем:

Введение, шт;

Введение

 

Т.о., для освещения участка потребуется 100 ламп типа ЛДЦ-80

 

 

7.4 Санитарно – гигиенические требования к условиям труда

Таблица №12.

Санитарно-гигиенические требования к условиям труда

Факторы производственной среды

Нормируемые параметры

Рекомендуемые значения параметров

Нормативный документ

Загрязнение воздуха

 

 

 

ПДК, мг/Введение

 

 

20

6

300

5

 

 

ГОСТ 12.1.005-88

- Карбид вольфрама

- Керосин

- масла минеральные нефтяные

Микроклимат

Температура, Введение

17 – 19 х.п.,20 – 23 т.п.

 

 

ГОСТ12.1.005-88

Относительная влажность, %

30 – 60

 

Скорость движения воздуха, м/с

<0,3х.п., 0,2 – 0,5т.п.

Шум

Уровень звука, Дб

80

 

ГОСТ12.1.003-83

Предельный спектр, Дб

ПС – 85

Освещение рабочих мест:

 

 

%

 

освещенность, люкс

 

 

5

300 – 750

 

 

СниП-4-79

- естественное

- искусственное

Вибрация

- уровень общей вибраций, Дб

92

 

 

ГОСТ12.1.003-83

- уровень местной вибрации, Дб

109

Тепловое излучение

Интенсивность излучения, ккал/Введение

300

СН245-71

 

Электро-магнитное излучение

Напряженность электрической составляющей, в/м

5 - 50

 

 

ГОСТ12.1.006-84

Плотность потока мощности, МкВт/Введение

До 10

Ионизирующее излучение

ПДД, бэр/год

-

НРБ-76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.5 Организация устойчивой работы предприятия в условиях чрезвычайных ситуации

 

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ПОМЕЩЕНИЯМ

 

Производственные помещения, в которых осуществляются процессы обработки резанием, должны соответствовать требованиям СНиП П-2—80,* СНиП 11-89—80, санитарных норм проектирования промышленных предприятий СН 245-71. Бытовые помещения должны соответствовать требованиям СНиП П-92—76. Все помещения должны  быть  оборудованы  средствами  пожаротушения  по ГОСТ 12.4.009-83.

Обработка резанием магниевых сплавов должна проводиться в специально выделенных помещениях. Разрешается размещать по согласованию с органами государственного пожарного и санитарного надзора отдельные участки обработки магниевых сплавов в общих механообрабатывающих цехах, кроме участков полирования и шлифования.

Помещения, в которых производится обработка или хранение изделий из магния и его сплавов, относятся к помещениям пожароопасных производств категории В по СНиП II-90-81 и классу П-П по Правилам устройства электроустановок. Полировальные и шлифовальные отделения помещений относятся соответственно к помещениям взрывопожарных производств категории Б и к классу В Па.

Помещения обработки магния и его сплавов должны оборудоваться установками автоматического пожаротушения и приборами пожарной сигнализации.

Требования к вентиляции. Для обеспечения чистоты воздуха и нормализации параметров микроклимата в производственных помещениях помимо местных отсасывающих устройств, обеспечивающих удаление вредных веществ из зоны резания (пыли, мелкой стружки и аэрозолей СОЖ), должна быть предусмотрена приточно-вытяжная общеобменная система вентиляции. Помещения, в которых хранятся и готовятся растворы бактерицидов для СОЖ, должны быть оборудованы местной вытяжной вентиляцией.

Воздуховоды для удаления пыли титановых и магниевых сплавов должны иметь гладкие внутренние поверхности без карманов и углублений (исключающих скапливание пыли), минимальные длину и число поворотов. Радиусы закруглений должны быть не менее трех диаметров. Воздуховоды установок для отсасывания магниевой пыли должны быть оборудованы предохранительными клапанами, открывающимися наружу из взрывоопасного помещения. Воздух, удаляемый местными отсасывающими устройствами при обработке магниевых сплавов на полировальных и шлифовальных станках, должен быть очищен в масляных фильтрах до поступления его в вентилятор. Фильтры и вентиляторы должны быть изолированы от цеха, где производится обработка резанием. Во избежание опасности завихрения и образования взрывоопасной смеси магниевой пыли с воздухом не допускается применять для очистки сухие центробежные циклоны и суконные фильтры.

 

 

Помещения в цехах и на участках обработки резанием, пребывание в которых связано с опасностью для работающих, например обработка бериллия, должны быть отделены от других помещений изолирующими перегородками, иметь местную вытяжную вентиляцию и знаки безопасности по ГОСТ 12.4.026—7б*.

Для снятия статического электричества пылеприемники и воздуховоды вентиляционных установок должны иметь заземление по ГОСТ 12.1.030-81.

Помещения и воздуховоды от местных» отсосов и общеобменной вентиляции должны очищаться по графику, утвержденному в соответствии с принятой на предприятии формой внутренней документации.

В соответствии с требованиями СНиП 11-33—75 ворота, двери и технологические проемы должны быть оборудованы воздушными и воздушно-тепловыми завесами.

Требования к освещению. Естественное и искусственное освещение производственных помещений должно соответствовать требованиям СНиП 11-4—79. Для зданий, расположенных в III и IV климатических районах, должны быть предусмотрены солнцезащитные устройства. В помещениях с недостаточным естественным светом и без естественного света должны применяться установки искусственного ультрафиолетового облучения в соответствии с СН 245-71.

Для местного освещения следует применять светильники, установленные на металлорежущих станках и отрегулированные так, чтобы освещенность в рабочей зоне была не ниже значений. Для местного освещения должны использоваться светильники с непросвечиваемыми отражателями с защитным углом не менее 30°. Кроме того, должны быть предусмотрены меры по снижению отраженной блескости.

Чистка стекол, оконных проемов и световых фонарей должна проводиться не реже двух раз в год. Чистка ламп и осветительной арматуры для инструментальных цехов должна проводиться не реже двух раз в год, а для остальных производственных помещений — не реже четырех раз в год.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

1. ГОСТ 24725–81. Валы судовых валопроводов. Общие технологические требования.

2. ГОСТ 8536–79. Заготовки судовых валов и баллеров рулей. Т.У.

3. ОСТ 5.4097–85. Валы. Технические условия.

4. ОСТ 5.9648–76. Валы судовых валопроводов. Технология изготовления.

5. ОСТ 5.9049–78. Упрочнение гребных валов. Типовая технология и Т.Т.

6. ОСТ 5.9670–91. Соединения конических судовых валопроводов. Сборка и разборка. Типовые техпроцессы.

7. Лысенков П.М., Рубин М.Б., Постовалов Г.И. Технологичность судовых валопроводов. ЦНИИ «РУМБ», обзорно-аналитическая информация. 1982.

8. Зарайский Л.А. Групповая обработка деталей судового валопровода. 1968.

9. Технология производства судовых энергетических установок. Под ред. Дорошенко П.А., глава 6. Валы. Л., «С» , с.265-297. 1988.

10. Спецтехнология судового машиностроения. Под ред. С.Н. Соловьева. Валы, с. 309-332, 1985.

11. Периодические журналы: «Технолоия судостроения», «Судостроение».

12. Маталин А.А. Качество поверхности и атационные свойства деталей машин. М.: Машгиз, 1956, 252 с.

13. Маталин А.А. Технологические методы повышения долговечности деталей машин. Киев: Техника, 1971, 144 с.

14. Скотникова М.А. Контроль напряженно – деформированного состояния и качества поверхности деталей машин. Учебное пособие.

15. Сулима А.М., Шулов В.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. М: Машиностроение, -1988.-240 с.

16. Сулима А.М., Евстегнеев М.И. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1974, 256 с.

17. Горынин И.В., Чечулин Б.Б. Титан в машиностроении. - М. : Машиностроение, 1990-400с

18. Чечулин Б.Б., Ушков С.С., Разуваева И.Н. , Гольдфайн В.И. Титановые сплавы в машиностроении . Л. : Машиностроение , 1977-248 с.

19. Петрунько А.Н. , Олесов Ю.Т. , Дрозденко В.А. Титан в новой технике. - М. : Металлургия , 1979-169 с.

20. Чечулин Б.Б. , Хесин Ю.Д. Циклическая и коррозионная прочность титановых сплавов . - М. : Металлургия , 1987-160 с.

21. Гордеева Т.А., Жегина И.П. Анализ изломов при оценке надежности материалов. - М. : Машиностроение, 1978. - 200 с.

22. Балтер М.А., Любченко А.П., Акенова С.И. Фрактография - средство диагностики разрушенных деталей. М. : Машиностроение, 1987 -160 с.

23. Горицкий В.М., Терентьев В.Ф. Структура и усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1980. - 208 с.

24. Иванова В.С., Шанявский А.А. количественная фрактография. Усталостное разрушение. Челябинск : Металлургия, 1988 - 400 с.

25. Иванова В.С. Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. - М. : Металлургия, 1975. - 456 с.

26. Балацкий Л.Т., Филимонов Г.Н. Повреждения гребных валов “Транспорт”, 1970, 144с.

27. А.А. Маталин Технология машиностроения Л.: Машиностроение 1985. 496с.

28. Н.Д. Томашов Р.М. Альтовский Коррозия и защита титана. М. Машиностроение 1963.

29. Г.Ю. Барит Основы технологии судового машинострения. Л. Судостроение 1972. 248с.

30. Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман и др. Материаловедение и технология металлов. М. Высшая школа 2000 638с.

31. В.М. Браславский. Технология обкатки крупных Деталей роликами М.: «Машиностроение» 1966

32. А.М. Белов, Г.Н. Добрин, Ю.М. Зубарев Экономические расчеты в курсовых и дипломных проектах по технологическим специальностям Учебное пособие/Под редакцией доктора экономических наук проф. О.В. Завьялова. – Изд-во СПбГУЭФ, 1999. – 77с.

33. Б.Б. Чечулин, С.С. Ушков, И.Н. Разуваева, В.Н. Гольдфайн Титановые сплавы в машиностроении. Л., «Машиностроение» 1977 г. 248с

34. Е.П. Шубин Гражданская Оборона. Учебник для ВУЗов М.: Просвещение, 1991. – 223с.

35. О.Н. Русак Справочная книга по охране труда в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1989. – 541 с.

36. С.В. Белов Безопасность производственных процессов. Справочник М.: Машиностроение, 1985. – 448с.

37. М. А. Ансеров Приспособления для металлорежущих станков. Расчеты и конструкция. М.: Машиностроение 1966. – 652с.

 

 

     

 

 

 

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика