«Торсионные валы сечением до 100 мм изготовленные из стали 45хн2мфа»

  • 29 дек. 2009 г.
  • 1078 Слова
Содержание

1. Анализ работы детали…………………………………………………………….3
2. Характеристика стали и цель ввода легирующих элементов………………….5
3. Термическая обработка для выбранной марки стали…………………………..7
4. Литература………………………………………………………………...............8

1. Анализ работы детали

Торсион (от фр. torsion — скручивание, кручение) — стержень или вал с приложенным к его концам крутящим моментом, тоесть, работающий на кручение, который выполняет функции упругого элемента (рессоры). Изготовляется из термически обработанной стали, допускающей большие напряжения кручения и значительные углы закручивания (десятки градусов).

Применение

Маятники с торсионным подвесом;
Подвески — автомобилей: пример — автомобили ЗАЗ и легковые ЗиЛ, многие французские модели пятидесятых…семидесятых, почти всеавтомобили Chrysler с конца пятидесятых до восьмидесятых годов; а так же бронетехники;
Валы определённой конструкции для сглаживания ударов;
Для уравновешивания тяжёлых открывающихся элементов конструкции (бронированная крышка люка в БТВТ, крыша трансмиссии танков, крышка багажника автомобиля «Волга», и тому подобное);
В многопоточных редукторах для выравнивания моментов между параллельнымипередачами;
В античных метательных машинах некоторых типов использовались торсионы из органических волокон;
И так далее.

Торсионы в подвеске бронетехники

Торсионы подвески выполняют, как правило, круглого (стержень) или кольцевого сечения (труба). Торсионы иного сечения в подвесках распространения не получили.

Для соединения торсиона с другими деталями на его концах выполняются головки, как правило, сошлицами треугольного, трапециевидного и реже прямоугольного профиля. В танке Pz. V «Пантера» для соединения применялись головки с лысками и клиновидный болт.

Для обеспечения достаточной прочности, головки торсиона выполняются диаметром больше диаметра основного стержня, при этом d/D = 0.6…0.8 (d — диаметр рабочей части стержня, D — внутренний диаметр шлицев). В реальных конструкциях это значениеколеблется от 0.54 до 1.0, последнее значение имел, например, итальянский лёгкий танк L6/40. Переход от рабочей части стержня к утолщённым головкам делается плавным с радиусом сопряжения 80…100 мм и более.

Удобство монтажа обеспечивается разным диаметром головок (внутренняя меньше наружной), а так же отверстием с резьбой для съёмника на внешнем торце торсиона.

Для более точной установкиторсиона на требуемый угол закрутки при его монтаже, а так же при устранении осадки торсиона вследствие накопления остаточной деформации, число зубьев на головках выполняют разным. В этом случае минимальный угол перестановки можно определить так:
φmin = 360 (z2 — z1) / z2•z1,

где z2 и z1 — число зубьев на головках торсиона.

2. Характеристика стали

Торсионы выполняют из хромистых иликремниевых сталей с содержанием углерода 0.45-0.65 %, хрома 1-1.5 %, с добавлением ванадия, никеля, молибдена и других легирующих элементов. Легированная сталь, используемая в торсионных валах, обладает высокой усталостной прочностью и упругостью, как правило, это сталь типа 45ХН2МФА. Эти стали характеризуется высокой прокаливаемостью, статической и усталостной прочностью, повышенной ударной вязкостью и высокимсопротивлением зарождению и развитию трещины. Присутствие молибдена и ванадия обеспечивает мелкозернистость стали, достаточную стабильность тонкой структуры и устранение отпускной хрупкости.

Сталь Назначение

45ХН2МФА Валы, торсионные валы сечением до 100
мм и другие сильно нагруженные детали,
работающие при резких скручивающих на-
грузках.


Таблица 1 – Химический состав марки стали45ХНМФА (ГОСТ 4543-71)

Сталь C, % Mn, % Si, % S, % P, % Cr, % Ni, % Mo, % V, %
45ХН2МФА 0,42 – 0,50 0,5 – 0,8 0,17 – 0,37 ≤0,025 ≤0,025 0,8 – 1,1 1,3-1,8 0,2 – 0,3 0,1 – 0,18

Таблица 2 – Термообработка и механические свойства марки стали 45ХН2МФА

Сталь Температура закалки в масле, °С Температура отпуска, °С Отпуск. Охлаждающая среда σв, МПа σт, МПа δ, %...
tracking img