Заводу необходимо изготовить валы для электродвигателей диаметром 50
мм, удовлетворяющие следующим требованиям по механическим свойствам:
Ϭ0,2 = 500 МПа, ψ=30%.
Видео:ТВЧ закалка валаСкачать
Чертеж детали
Видео:резка вала резаком, толщина 500 мм. cutting the shaft with a cutter torch, thickness 500 mm.Скачать
Анализ чертежа, назначение детали
Вал в электродвигателе является наиболее нагруженной деталью, передающей крутящий момент исполнительному механизму.
От прочности и жесткости вала зависят надежность и качество работы электрической машины. Валы имеют ступенчатую форму с уменьшающимися по диаметру ступенями к обоим концам. Конструкция валов (рис. 1) зависит от характера работы двигателя. Вал тягового электродвигателя более нагружен, поэтому переход от одной ступени к другой выполнен плавным, в форме радиуса, называемого галтелью. Этим достигается снижение концентрации напряжений в местах перехода. У вала электродвигателя единой серии в местах перехода ступеней имеется небольшое занижение диаметра, предназначенное для выхода круга при шлифовании. Для крепления пакета сердечника на валу предусмотрена шпоночная канавка. У валов небольшого диаметра вместо шпоночной канавки делают рифление. Валы электрических машин изготавливаются из углеродистой стали марки 45 (ГОСТ 1050 — 60). Для наиболее нагруженных валов применяется легированная сталь марки 20ХНЗА или 30ХГСА.
Для получения мелкозернистой структуры заготовки валов подвергают термообработке (нормализации). Вал является наиболее точной деталью электродвигателя машины.
Вал — деталь машины, предназначенная для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор. Валы являются основными деталями для передачи вращательного движения и крутящего момента в конструкциях машин и механизмов. В процессе работы материал валов испытывает сложные деформации — кручение, изгиб, растяжение и сжатие. Поэтому, чтобы обеспечить нормальную работу деталей, передающих движение на вал, и сборочной единицы в целом, валы должны быть жесткими. Валы очень разнообразны как по форме, так и по размерам, однако по технологическим признакам их можно привести к двум исходным формам: гладкому и ступенчатому валам.
Прямые гладкие валы постоянного диаметра имеют наиболее простую геометрическую форму, но их применение весьма ограничено. Наиболее распространены в машиностроении ступенчатые валы, основными технологическими параметрами которых являются: общая длина вала, количество ступеней, неравномерность их перепада по диаметрам, диаметр наибольшей ступени, наличие шлицев и их форма.
Жесткость конструкции вала определяется геометрической формой (отношением длины вала к диаметру); увеличение жесткости вала за счет уменьшения длины не всегда возможно.
Наиболее технологичными являются валы с возрастающими или убывающими диаметрами ступеней. Участки вала, имеющие один и тот же номинальный диаметр, но разные посадки, должны быть разделены канавками, четко разграничивающими обрабатываемые поверхности от необрабатываемых, при этом желательно, чтобы обрабатываемые участки вала имели равные или кратные длины, а перепады ступеней вала были бы невелики.
Конструкция вала должна допускать обработку ступеней на проход и обеспечить удобный подход и выход режущего инструмента.
Читайте также: Элемент вала 1 называется
Исходя из требуемых механических характеристик, можно заключить, что рассматриваемый вал является деталью ответственного назначения, работающей в тяжелых условиях.
Видео:Конструкционные и инструментальные углеродистые сталиСкачать
4. Выбор материалов
Видео:Сталь 45 закалка валов.Скачать
4.1 Общие требования к предъявляемым материалам:
Детали машин и приборов характеризуются большим разнообразием
форм, размеров, условий эксплуатации. Они работают при статических,
циклических и ударных нагрузках, при низких и высоких температурах в
контакте с различными средами. Эти факторы определяют требования к
материалам, основные из которых: эксплуатационные, технологические и
Первостепенное значение имеют эксплуатационные требования, которые
находятся в корреляции с такими механическими и эксплуатационными
свойствами, как твёрдость, прочность, вязкость, пластичность, сопротивление усталости, износостойкость, контактная выносливость, коррозионная стойкость.
Технологические требования направлены на обеспечение наименьшей
трудоёмкости изготовления деталей, конструкций и инструмента. В
частности, материал должен обладать хорошей обрабатываемостью резанием, давлением, свариваемостью, высокими литейными свойствами, иметь необходимую прокаливаемость и не иметь склонности к возникновению больших внутренних напряжений при термической обработке.
Экономические требования сводятся к тому, чтобы материал имел
невысокую стоимость и был доступен. В первую очередь нужно стремиться
выбрать менее дорогую сталь, углеродистую или низколегированную.
Дорогие легированные стали, содержащие никель, молибден, вольфрам,
ванадий и др., и их следует применять лишь в тех случаях, когда более дешевые стали не обеспечивают требования, предъявляемые к изделию.
Требования к материалу часто противоречивы. Так, например, более
прочные материалы менее технологичны, труднее обрабатываются резанием,
давлением, плохо свариваются и т.д. решение при выборе материала обычно
компромиссно. В массовом машиностроении предпочитают упрощение
технологии и снижение трудоёмкости в процессе изготовления детали при
некоторой потере свойств за счет увеличения массы детали. В специальных
отраслях машиностроения, где проблема прочности играет решающую роль,
выбор материала и последующая технология термической обработки должны
рассматриваться из условия достижения только максимальных
эксплуатационных свойств. Однако не следует стремиться к более высокой
долговечности деталей по отношению к долговечности самой машины.
При выборе упрочняющей термической или химико-термической
обработки, особенно в условиях массового производства, предпочтение
следует отдавать наиболее экономичным и производительным
технологическим процессам, например, поверхностной закалке, газовой
цементации, нитроцементации. Обычно рассматривается возможность
применения нескольких марок материалов и способов упрочнения. Первыми
параметрами, определяющими выбор материала, являются механические
свойства и распределение их по сечению.
Механические свойства стали в первую очередь определяются
содержанием в них углерода, от которого зависит и закаливаемость стали.
Прокаливаемость же стали определяется в основном легирующими
элементами. В условиях полной прокаливаемости механические свойства
мало зависят от природы и степени легированности. Однако не следует
стремиться к применению сталей с излишне высокой прокаливаемостью,
поскольку необходимое для этого высокое содержание хрома, марганца и
других элементов способствует росту склонности к хрупкому разрушению.
Исключение составляет никель, повышаюший вязкость.
Детали сложной конфигурации с целью уменьшения их деформации в
процессе закалки также следует изготавливать из легированных сталей,
закаливаемых в масле или даже на воздухе.
Необходимо учитывать, что легирующие элементы повышают
устойчивость аустенита при отпуске, поэтому для получения требуемой
прочности и твёрдости легированные стали подвергают отпуску при более
Для изделий, требующих высоких значений вязкости и низкого порога
хладноломкости, например, работающих при низких температурах с
Читайте также: Пусковое реле для холодильника компрессора пускозащитное реле
высокими скоростями приложения нагрузки и при наличии концентраторов
напряжений, следует применять мелкозернистые спокойные стали,
предпочтительно легированные никелем или ванадием с азотом.
Детали, которые должны сопротивляться изнашиванию при различных
давлениях, обладать высокой прочностью при изгибе и кручении, высокими
значениями усталостной прочности, противостоять высоким контактным
напряжениям, сопротивляться схватыванию и задирам в различных условиях
изнашивания, подвергают поверхностному упрочнению. Работоспособность
таких деталей в эксплуатации зависит от свойств поверхности и сердцевины.
Поскольку поверхностный слой обладает меньшей пластичностью чем
сердцевина, при больших статических нагрузках пластическая деформация
обычно возникает под упрочнённым слоем, что, в свою очередь, приводит к
увеличению деформации в слое. При повышении предела текучести
сердцевины и ограниченном запасе пластичности слоя в нём образуются
трещины. Следовательно, работоспособность деталей при статических
нагрузках зависит от предела текучести сердцевины и запаса пластичности в
При циклических нагрузках сопротивление поверхностно упрочняемых
деталей разрушению зависит от прочности сердцевины. Повышение
прочности сердцевины способствует увеличению и контактной прочности.
Поэтому в таких условиях одно из важнейших значений при выборе стали
приобретает прокаливаемость. Однако сближение прочностных свойств слоя
и сердцевины приводит к снижению предела выносливости деталей.
Видео:Закалка вала диаметром 50мм, IHM 100-8-50Скачать
4.2 Материалы и режимы упрочняющей термической обработки для валов
Эксплуатационная стойкость валов определяется усталостной
прочностью в условиях кручения и изгиба, контактной прочностью и
Малонагруженные, медленно вращающиеся валы изготовляют из
недорогих сталей . Ст3, 4 и 5, 35, 40, 45. Такие валы не подвергаются
Валы небольших размеров, которые должны обладать высокой
прочностью на изгиб и кручение, а также усталостной прочностью,
изготавливают из сталей 40Х (d вала 20..25 мм), 50Х (d=35..40мм),40ХГР
(d=50..55мм) и подвергают закалке и низкому отпуску на HRC 45..50, реже
закалке и среднему отпуску на HRC 35..42.
Средненагруженные валы диаметром до 80..100 мм в том случае, когда
работоспособность определяется прочностью на изгиб и кручение, а не
контактной выносливостью и износостойкостью, изготовляют из сталей 45,
40ХН, 50Х и подвергают улучшению (σв =800..1000 Н/мм2 ).
Высоконагруженные валы большого диаметра (100..130 мм и выше)
изготавливают из хромоникелевых, хромоникельмолибденовых глубоко
прокаливающихся сталей 50ХН, 40ХН3М и подвергают улучшению
(σв > 1000 Н/мм2). Для очень ответственных валов большого сечения
применяют стали 30ХН2ВФА, 36ХНМФА, 38ХН3МФА, 30Х2НВФА.
Упрочняют их улучшением. Валы, работоспособность которых определяется
контактной выносливостью и износостойкостью, должны иметь высокую
поверхностную твёрдость HRC 48..50. Такие валы небольших размеров
изготавливают из сталей 45 и 50 и упрочняют поверхностной закалкой. Если
они работают еще на изгиб и кручение, перед поверхностной закалкой
Когда требуется более высокая износостойкость и, соответственно, более
высокая поверхностная твёрдость, валы изготавливают из сталей 20ХН,
18ХГТ, 12ХН3А, которые подвергают цементации, закалке и
низкотемпературному отпуску. Можно также использовать стали 25ХГМ,
25ХГТ с упрочнением нитроцементацией.
В случаях, когда требуется особо высокое сопротивление изнашиванию,
валы изготовляют из стали 38Х2МЮА с последующим азотированием.
Видео:Как сделать длинные валы на токарном станке???Скачать
4.3 Выбор материала изделия
Материал рассматриваемого изделия имеет условный предел текучести, равный Ϭ0,2 = 500 МПа и относительное сужение ψ=30%, а также обладает повышенной износостойкостью. На основе анализа требуемых характеристик и назначения изделия рассмотрим следующие марки сталей: 45, 50ХН, 58.
Читайте также: Подвесной подшипник карданного вала для мерседес w202
Видео:Проточка вала диаметром 60 и длиной 3030 ммСкачать
Посоветуйте сталь для валов и валков стана холодной прокатки
Добрый день! Собираю второй прокатный станчик для производства ЛСТК толщиной до 2.5мм. Первый стан (катает до 2-х мм) тупо сделал из 45 стали, валки закалил, валы (оси) оставил некалеными, но оси пришлось делать диаметром 90. Сейчас хотелось бы что-то более рациональное (ось — 55-60мм) и полез в разные стали. Хочу сделать формующие валки из 9Х или 60ХСМФ, а валы (оси) из 40Х или из той же 45, только с закалкой.
Просьба к тем у кого опыта побольше — посоветуйте начинающему машиностроителю.
т.е. говоря колхозным языком вал на который одеваются формующие ролики сделать из 45 стали и закалить её до HRC 42. 45, а сами формующие ролики из ХВГ с закалкой до 65 очков.
Не совсем понял — а зачем конусность, там расстояние между роликами регулируется с помощью проставок. Или есть еще варианты? Подскажите пожалуйста, уж очень хочется второй стан собрать по-человечески.
И какие допуски посоветуете?
т.е. говоря колхозным языком вал на который одеваются формующие ролики сделать из 45 стали и закалить её до HRC 42. 45, а сами формующие ролики из ХВГ с закалкой до 65 очков.
Не совсем понял — а зачем конусность, там расстояние между роликами регулируется с помощью проставок. Или есть еще варианты? Подскажите пожалуйста, уж очень хочется второй стан собрать по-человечески.
И какие допуски посоветуете?
Это Инвентор2011, экспорт в пдф встроенный
Валковые втулки посажены на конусную часть вала. Я так и подумал, но в данном случае не получится менять ширину профиля без замены вала. На новом стане я хочу даже проставки сделать разъёмные, чтобы сменить тип профиля можно было без снятия вала.
Допуски на что Вас интересуют?
Рекомендуемые допуск-посадка вал-втулка ролика.
Ну, про 40 мм я и не говорил, хотя смотря что прокатывать, если профили для гипсокартона из толщины 0.5, то там и 40мм много.
60мм, полагаю, должно хватить. Всё это конечно считать надо, но вот до Ансиса все никак руки не дойдут.
ТО, что Вы видите на картинке — это модель 6-го ряда из первого стана, который уже полгода работает. Иногда немного поскрипывает, но сильного скрежета нет, писка вообще ни разу не слышал.
По поводу расчета «на пальцах», если это действительно так просто, подскажите как? Проектирование прокатных станов — это не основная моя работа, просто импортные станы дорогие, а то что я видел из российских моделей — просто тихий ужас. Оборудование я делаю для себя.
Подшипники изображены схематично, стоЯт сферические
Ух ты, какая книженция полезная! А еще есть что-нибудь?
Там не 1 ряд валков, поэтому делать каждый ряд под своим углом — геморно. Общий вид я приложил, только на картинке ряды стоят через 1000мм для наглядности, на самом же деле через 480.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
- Правообладателям
- Политика конфиденциальности
Механика © 2023
Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер📸 Видео
Как отличить 45 сталь от обычной + переснял "вызов всем мастерам"Скачать
Чистота поверхности детали. Один из влияющих факторовСкачать
Почему никто не знает об этой функции штангенциркуля?!Скачать
Изготовление валаСкачать
Мешалка для дистилляции с торцевым уплотнением ч1Скачать
Индукционная закалка вала d50 mm на ИЗССкачать
Шлифовка вала, металлообработкаСкачать
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Вид Грубейшего Нарушения ТРЕБОВАНИЙ ТБ при работе на СТАНКАХ.Скачать
Резка очень толстого металлаСкачать
Проточка канавки вала диаметром 497 мм мобильным станкомСкачать
Допуски и посадки для чайников и начинающих специалистовСкачать
Точение очень тонких диаметров на приличную длинуСкачать
Сажа загорелась в дымовой трубе.Скачать
