Сталь конструкционная для вала (2 видео)

Валы с диаметрами d до 80 мм изготавливают из сталей 40, 45, 40Х и др.; с диаметрами от 80 до 120 мм – из сталей 35ХМ, 40ХН, 30ХГСА и др.

Материал фасонных валов (вал–шестерня, вал–червяк, шлицевый вал) определяется материалом основного элемента на валу (зубья шестерни, витки червяка, шлицы).

Для повышения долговечности валы должны иметь вязкую (пластичную) сердцевину, что обеспечивается нормализацией или улучшением. Поверхност-ному упрочнению в той или иной степени могут подвергаться посадочные места деталей на валах и элементы передач на фасонных валах.

Механические характеристики некоторых распространенных марок сталей для валов даны в таблице 1.1 [1, c.165].

Видео:Конструкционная стальСкачать

Таблица 1.1 – Механические характеристики сталей для валов

Марка стали	Диаметр заготовки, мм	Твердость НВ (не менее)	Механические характеристики, МПа	.y_t
s_В	s_Т	t_Т	s_–1	t_–1
£ 120	0,09
£ 80	0,10
40Х	£ 200	0,09
£ 120	0,10
40ХН	£ 200	0,10
20Х	£ 120	0,07
12ХН3А	£ 120	0,10
18ХГТ	£ 60	0,12

2 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ВАЛА

Предварительный расчет диаметра вала d производится на стадии технического предложения, когда величины изгибающих моментов М на валах неизвестны. Расчет ведут только на кручение по пониженным допускаемым напряжениям [t] :

Расчетный диаметр d’ округлается по ГОСТ 6636-69 в большую сторону.

По рекомендациям [1, c.42] с учетом прочности и жесткости

– длябыстроходного вала диаметр входного конца, мм :

Видео:Конструкционные и инструментальные углеродистые сталиСкачать

– для промежуточного (под съемным колесом) вала, мм

– для тихоходного вала диаметр выходного конца, мм

где Т_Б, Т_ПР, Т_Т – вращающие моменты на соответствующих валах, Н×м.

Большие значения d’ принимают для валов на роликоподшипниках, шевронных передач и промежуточных валов соосных передач при твердости зубьев z₂ >

55 HRC_Э . Диаметр d’ по формулам (2.2). (2.4) округляется в ближайшую сторону по ГОСТ 6636-69.

Видео:способ закалки любой марки сталиСкачать

Диаметры d входного и выходного концов следует согласовывать с диаметрами посадочных отверстий полумуфт, шкивов, звездочек. Так, например, для входного вала редуктора, соединяемого с валом электродвигателя стандартной муфтой рекомендуется принимать диаметр

где d_ДВ – диаметр выходного конца вала электродвигателя, мм;

D_М — перепад диаметров полумуфт, допускаемый по паспорту муфты, мм (возможность расточки диаметра и фрезерования шпоночного паза одной из полумуфт на величину D_М).

Для вала-шестерни, вала-червяка, зубья и витки которых нарезаны за одно целое с валом, диаметр вала d в сечениях по зубьям и виткам равен диаметру окружности впадин d_f₁.

В общем случае на валу должны находиться:

Видео:Изготовление валаСкачать

1) элементы передач и соединений (зубчатые или червячные колеса, шкивы, звездочки, полумуфты, шлицы, шпонки и др.);

3) уплотнения входных и выходных концов;

4) элементы осевой фиксации насаженных деталей;

5) устройства для регулирования зацеплений и «осевой игры» – зазоров в подшипниках качения.

3.1 Соединение вал–ступица

Видео:закалка валов сталь 45Скачать

Конструктивно развитая часть зубчатого (червячного) колеса, шкива, звездочки, которая сопрягается с валом, называется ступицей.

Рисунок 3.1 – Соединение вал–ступица

Принятую длину ступицы l_СТ согласуют с длиной, полученной из расчета шпоночного, шлицевого или соединения с натягом. Если l_СТ > b₂, где b₂ – ширина зубчатого венца колеса, то выступающую часть ступицы располагают по направлению действия осевой силы F_a в зацеплении.

Для передачи вращающего момента применяют:

а) шпоночные соединения; б) шлицевые соединения;

Примерные области применения сталей по ГОСТ. Сталь марки . применяется для.

Видео:Поковка что это такое?Скачать

Примерные области применения сталей по ГОСТ. Сталь марки . применяется для.

Марка стали	Применяется для (но не только)
Инструментальная легированная сталь:
применяются (используются) для изготовления инструмента, используемого в основном для обработки металлов и других материалов в холодном состоянии
Сталь 9Х	для валков холодной прокатки, дрессировочных валков, клейм, пробойников, холодновысадочных матриц и пуансонов, деревообрабатывающих инструментов
Сталь 9ХВГ	для резьбовых калибров, лекал сложной формы, сложных высокоточных штампов для холодных работ, которые при закалке не должны подвергаться значительным объемным изменениям и короблению
Сталь 9ХС	для сверл, разверток, метчиков, плашек, гребенок, машинных штемпелей, клейм для холодных работ
Сталь ХВГ	для измерительных и режущих инструментов, для которых повышенное коробление при закалке недопустимо, резьбовых калибров, протяжек, длинных метчиков, длинных разверток, плашек и другого специального инструмента, холодновысадочных матриц и пуансонов, технологической оснастки
Сталь 6ХВ2С	для ножей холодной резки металла, для резьбонакатных плашек, пуансонов и обжимных матриц при холодной работе, деревообделочных инструментов при длительной работе
Сталь Х12	для холодной штамповки высокой устойчивости против испарения (преимущественно с рабочей частью округлой формы), не подвергающихся сильным ударам и толчкам, для волочильных досок и валок, глазков для калибрования пруткового металла под накатку резьбы, гибочных и формовочных штампов, сложных секций кузовных штампов, которые при закалке не должны подвергаться значительным объемным изменениям и короблению, матриц и пуансонов вырубных и просечных штампов
Сталь Х12М	то же, что и для марки Х12, но когда требуется большая вязкость, для профилировочных роликов сложных форм, секций кузовных штампов сложных форм, сложных дыропрошивочных матриц при формовке листового металла, эталонных шестерен, накатных плашек, волок, матриц и пуансонов вырубных, просечных штампов со сложной конфигурацией рабочих частей
Сталь Х12Ф1
Сталь Х12МФ
применяются (используются) для изготовления инструмента, используемого в дальнейшем у потребителя для обработки металлов давлением при температурах выше 300
Сталь 5ХНМ	молотовые штампы паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей свыше 3 т, прессовые штампы и штампы машинной скоростной штамповки при горячем деформировании легких цветных сплавов, блоки матриц для вставок ГКМ
Сталь 5ХНВ	для молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов массой падающих частей до 3т
Сталь 7Х3	инструмент (пуансоны, матрицы) горячей высадки крепежа и заготовок из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей на горизонтально-ковочных машинах, детали штампов (матрицы. пуансоны, выталкиватели) для горячего прессования и выдавливания этих материалов на кривошипных прессах, гибочные, обрезные и просечные штампы
Сталь 3Х3М3Ф	инструмент горячего деформирования на кривошипных прессах и горизонтально-ковочных машинах, подвергающийся в процессе работы интенсивному охлаждению (как правило, для мелкого инструмента), пресс-формы литья под доавлением медных сплавов, ножи для горячей резки, охлаждаемые водой
Сталь 4Х5МФС	мелкие молотовые штампы, крупные (сечением более 200 мм ) молотовые и прессовые вставки при горячем деформировании конструкционных сталей и цветных сплавов в условиях крупносерийного производства, пресс-формы литья под лавлением алюминиевых, а также цинковых и магниевых сплавов
Сталь 4Х5МФ1С	пресс-формы литья под давлением цинковых, алюминиевых и магниевых сплавов, молотовые и прессовые вставки (сечением до 200- 250 мм ) при горячем деформировании конструкционных сталей, инструмент для высадки заготовок из легированных конструкционных и жаропрочных материалов на горизонтально-ковочных машинах
Сталь 4Х5В2ФС
Сталь 4Х4ВМФС	для инструмента высокоскоростной машинной штамповки, высадки на ГКМ, вставок штампов для горячего деформирования легированных конструкционных сталей и жаропрочных сплавов на молотах и кривошипных прессах; пресс-форм литья под давлением медных сплавов
Сталь 5Х3В3МФС	для тяжелонагруженного прессового инструмента (прошивных и формующих пуансонов, матриц и т.п.); инструмента для высадки на ГКМ и вставок штампов напряженных конструкций, для горячего объемного деформирования конструкционных сталей и жаропрочных металлов и сплавов
Углеродистая инструментальная сталь. Применяется (используется) для ( но не только):
Сталь У8А	для инструмента, работающего в условиях, не вызывающих разогрева рабочей кромки: фрез, щенковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых, накатных роликов, кернеров, отверток, комбинированных плоскогубцев, боковых кусачек
Быстрорежущая сталь. Применяются (используются) для ( но не только):
Сталь Р9	для изготовления инструментов простой формы, не требующих большого объема шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов
Сталь Р1 2	резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600°С
Сталь Р18
Сталь Р6М5	все виды режущего инструмента при обработке обычных конструкционных материалов, а также предпочтительно для изготовления резьбонарезного инструмента, работающего с ударными нагрузками
Сталь Р6АМ5
Сталь Р6М5Ф3	фасонные резцы, сверла, развертки, зенкеры, метчики, протяжки, фрезы, долбяки, шеверы для обработки низко- и среднелегированных сталей. Инструменты для холодного и полугорячего выдавливания легированных сталей и сплавов
Сталь 11Р3АМ3Ф2	инструменты простой формы при обработке углеродистых и малолегированных сталей. Рекомендуется для изготовления режущего инструмента из листа (отрезные и прорезные фрезы, ножовочные полотна)
Коррозионно-стойкая сталь (нержавеющая сталь). Применяются (используются) для ( но не только):
Сталь 12Х13	турбинные лопатки, бандажи, скрепляющая проволока, детали, работающие в условиях коррозии, трубы и другие детали, работающие при температуре 450–500 ° С; детали, работающие в атмосферных условиях, речной и водопроводной воде, влажном паре, водных растворах солей и других слабоагрессивных средах
Сталь 30Х13	режущий, мерительный инструмент, пружины, карбюраторные иглы, штоки поршневых компрессоров, детали внутренних устройств аппаратов и другие различные детали, работающие на износ в слабоагрессивных средах до 450°С
Сталь 40Х13	режущий, мерительный инструмент, пружины, карбюраторные иглы, предметы домашнего обихода, клапанные пластины компрессоров и другие детали, работающие при температуре до 400-450°С, а также детали, работающие в коррозионных средах. Сталь коррозионно-стойкая мартенситного класса
Сталь 14Х17Н2	рабочие лопатки, диски, валы, втулки, фланцы, крепежные и другие детали, детали компрессорных машин, работающие на нитрозном газе, детали, работающие в агрессивных средах и при пониженных температурах. Сталь коррозионно-стойкая, жаропрочная мартенситоферритного класса
Сталь 08Х18Н10Т	сварная аппаратура, работающая в средах повышенной агрессивности (растворах азотной, уксусной кислот, растворах щелочей и солей), теплообменники, муфели, трубы, детали печной арматуры, электроды искровых зажигательных свечей. Сталь коррозионно-стойкая и жаростойкая аустенитного класса
Сталь 12Х18Н10Т	детали, работающие до 600°С. Сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от -196 до +600°С, а при наличии агрессивных сред до +350°С. Сталь коррозионно-стойкая аустенитного класса
Сталь 95Х18	втулки, оси, стержни, шариковые и роликовые подшипники и другие детали, к которым предъявляются требования высокой твердости и износостойкости и работающие при температуре до 500°С или подвергающиеся действию умеренных агрессивных сред. Сталь коррозионная мартенситного класса
Конструкционная легированная сталь. Применяются (используются) для ( но не только):
Сталь 40Х	оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности
Сталь 40ХН	оси, валы, шатуны, зубчатые колеса, валы экскаваторов, муфты, валы-шестерни, шпиндели, болты, рычаги, штоки, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла
Сталь 12 ХН3А	шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах
Сталь 20ХН3А	шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, червяки, муфты и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах
Сталь 15ХМ	различные детали, работающие при температуре от -40 до 560°С под давлением
Сталь 40ХНМА	коленчатые валы, клапаны, шатуны, крышки шатунов, ответственные болты, шестерни, кулачковые муфты, диски и другие тяжелонагруженные детали. Валки для холодной прокатки металлов
Сталь 40ХН2МА
Сталь 34ХН1М

диски, валы, роторы турбин и компрессорных машин, валы экскаваторов оси и муфты, шестерни, полумуфты, вал-шестерни, болты, силовые шпильки и другие особо ответственные высоко нагруженные детали, к к оторым предъявляются высокие требования по механическим свойствам и работающие при температуре до 500°С

источники:

https://evakuatorinfo.ru/stal-konstruktsionnaya-dlya-vala