Повышение долговечности восстановленных деталей машин на основе управления остаточными напряжениями
Автор: Игнатьев Андрей Геннадьевич, Третьяков Андрей Алексеевич
Рубрика: Контроль и испытания
Статья в выпуске: 1 т.18, 2018 года.
Бесплатный доступ
Восстановление деталей обеспечивает повторное и неоднократное использование до 70 % изношенных деталей. Восстановление деталей является экономически целесообразным, себестоимость восстановления обычно не превышает 30 % стоимости новых деталей. Однако использование большинства методов и технологий восстановления деталей приводит к снижению их долговечности в сравнении с новыми. Для высоконагруженных валов фактором, определяющим их долговечность, является сопротивление усталости. Первостепенным фактором, влияющим на усталостную прочность детали, является состояние поверхностного слоя. Доминирующее значение в повышении сопротивления усталости восстановленных деталей принадлежит физико-механическим свойствам поверхностного слоя, упрочнению и остаточным напряжениям. В статье рассмотрена технология восстановления деталей с использованием электроконтактной приварки металлической ленты. Получены данные о поверхностных остаточных напряжениях, возникающих в результате приварки покрытия. Результаты измерений показали высокую нагруженность поверхностного слоя. Рассмотрены варианты снижения остаточных напряжений в восстановленных деталях применением поверхностного пластического деформирования и электроконтактного упрочнения. Для повышения долговечности деталей, восстановленных электроконтактной приваркой металлической ленты, рекомендовано применение электроконтактного упрочнения. Применение этого способа позволяет повысить предел выносливости восстановленных деталей в 1,5…2,5 раза.
Восстановление деталей, долговечность, предел выносливости, остаточные напряжения, поверхностное пластическое деформирование, электроконтактное упрочнение
Короткий адрес: https://sciup.org/147151775
IDR: 147151775 | DOI: 10.14529/engin180107
Список литературы Повышение долговечности восстановленных деталей машин на основе управления остаточными напряжениями
- Восстановление деталей машин/Ф.И. Пантелеев, В.П. Лялякин, В.П. Иванов, В.М. Константинов; под ред. В.П. Иванова. -М.: Машиностроение, 2003. -672 с.
- Иванов, В.П. Технология и оборудование восстановления деталей машин/В.П. Иванов. -М.: Техноперспектива, 2007. -458 с.
- Одинцов, Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: справ./Л.Г. Одинцов. -М.: Машиностроение, 1987. -328 с.
- Проников, А.С. Надежность машин/А.С. Проников. -М.: Машиностроение, 1978. -592 с.
- Kolasa, A. Regeneration of worn out machine parts surfaces by automatic welding/A. Kolasa, T. Sarnowski, P. Cegielski//Przegląd spawalnictwa. -2015. -Vol. 87, no. 1. -P. 50-57.
- Voynash, S.A. Rational Route Choosing Methodology for Machine Parts Restoration and Repair/S.A. Voynash, P.A. Gaydukova, A.N. Markov//Procedia Engineering. -2017. -Vol. 206. -P. 1747-1752 DOI: 10.1016/j.proeng.2017.10.708
- Korotkov, V.A. Properties and commercial application of manual plasma hardening/V.A. Korotkov//Metal Science and Heat Treatment. -2016. -Vol. 58, no. 7-8. -P. 449-454 DOI: 10.1007/s11041-016-0033-5
- Сайфуллин, Р.Н. Восстановление и упрочнение автотракторных деталей электроконтактной приваркой металлических материалов/Р.Н. Сайфуллин, Н.М. Юнусбаев, Р.Ш. Набиуллин//Вестник БГАУ. -2016. -№ 3. -С. 89-93.
- Roberts, J.L. Residual stress effects on fatigue life via the stress intensity parameter: PhD diss. -University of Tennessee, 2002. -http://trace.tennessee.edu/utk_graddiss/2196.
- Nguyen, T.N. The effect of weld geometry and residual stresses on the fatigue of welded joints under combined loading/T.N. Nguyen, M.A. Wahab//Journal of Materials Processing Technology. -1998. -Vol. 300 (3). -P. 201-208 DOI: 10.1016/S0924-0136(97)00418-4
- Fatigue strength of welded joints in high strength steel Effects of stress concentration factor and welding residual stress/O. Watanabe, S. Matsumoto, Y. Nakano, Y. Saito//Welding International. -1996. -Vol. 10 (3). -P. 201-206 DOI: 10.1080/09507119609548979
- Effect of near-surface residual stress and microstructure modification from machining on the fatigue endurance of a tool steel/F. Ghanem, C. Braham, M.E. Fitzpatrick, H. Sidhom//Journal of Materials Engineering and Performance. -2002. -Vol. 11 (6). -P. 631-639 DOI: 10.1361/105994902770343629
- Krebs, J. Influence of welding residual stresses on fatigue design of welded joints and components/J. Krebs, M. Kassner//Welding in the World. -2007. -Vol. 51, no. 7/8. -P. 54-68 DOI: 10.1007/BF03266586
- Fricke, W. Effects of residual stresses on the fatigue behavior of welded steel structures/W. Fricke//Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. -2005. -Vol. 36 (11). -P. 642-649 DOI: 10.1002/mawe.200500933
- Fatigue life of a dissimilar welded joint considering the weld residual stress: Experimental and finite element simulation/Weiya Zhanga, Wenchun Jianga, Xu Zhaob, Shan-Tuang Tu//International Journal of Fatigue. -2018 DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2018.01.002
- Sonsino, C.M. Effect of residual stresses on the fatigue behavior of welded joints depending on loading conditions and weld geometry/C.M. Sonsino//International Journal of Fatigue. -2009. -Vol. 31 (1). -P. 88-101 DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2008.02.015
- Savaria, V. Predicting the effects of material properties gradient and residual stresses on the bending fatigue strength of induction hardened aeronautical gears/V. Savaria, F. Bridier, P. Bocher//International Journal of Fatigue. -2015 DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2015.12.004
- Barsoum, Z. Residual stress effects on fatigue life of welded structures using LEFM/Z. Barsoum, I. Barsoum//Engineering Failure Analysis. -2009. -Vol. 16 (1). -P. 449-467 DOI: 10.1016/j.engfailanal.2008.06.017
- Liljedahl, C.D.M. Weld residual stress effects on fatigue crack growth behaviour of aluminium alloy 2024-T351/C.D.M. Liljedahl, J. Brouard, O. Zanellato//International Journal of Fatigue. -2009. -Vol. 31 (6). -P. 1081-1088 DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2008.05.008
- Винокуров, В.А. Теория сварочных деформаций и напряжений/В.А. Винокуров, А.Г. Григорьянц. -М.: Машиностроение, 1984. -280 с.
- Вишняков, Я.Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах/Я.Д. Вишняков, В.Д. Пискарев. -M.: Металлургия, 1989. -254 с.
- Bellow, D.G. Residual stresses and fatigue of surface treated welded speciments/D.G. Bellow, N. Wahab, M.G. Faulkner//Advances In Surface Treatment. -1986. -Vol. 2. -P. 85-94.
- Residual stress effects in fatigue of welded joints/Sarkaki Shahram, Lutes Loren D.//Journal of Structural Engineering. -1988. -Vol. 11, iss. 2. -P. 462-474. ) DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9445(1988)114:2(462
- Сайфуллин, Р.Н. Свойства покрытий, полученных электроконтактной приваркой присадочных материалов из стальных лент/Р.Н. Сайфуллин, М.Н. Фархшатов и др.//Упрочняющие технологии и покрытия. -2014. -№ 3 (111). -С. 13-16.
- Игнатьев, А.Г. Учет остаточных напряжений при совершенствовании технологий восстановления деталей/А.Г. Игнатьев, В.А. Коротков, Г.С. Игнатьев//Тракторы и сельхозмашины. -2009. -№ 8. -С. 47-49.
- Сайфуллин, Р.Н. Опыт восстановления изношенных деталей электроконтактной приваркой стальной ленты/Р.Н. Сайфуллин, М.Н. Фархшатов, И.Р. Гаскаров//Труды ГОСНИТИ. -2016. -Т. 125. -С. 166-170.
- Сайфуллин, Р.Н. Модернизация электроконтактной установки для термомеханического упрочнения/Р.Н. Сайфуллин, Л.Ф. Исламов, Р.Ш. Набиуллин//Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: cб. науч. трудов междунар. науч.-практ. конф. -Саранск: Ин-т механики и энергетики, 2016. -С. 95-99.
- Ignatiev, A.G. Residual stress measurements using elasto-plastic indentation and ESPI/A.G. Ignatiev, V.V. Erofeev, A.A. Tretyakov//Materials Science Forum. -2016. -Vol. 843. -P. 161-166 DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.843.161
- Игнатьев, А.Г. Новая методика измерения остаточных напряжений в восстановленных деталях с использованием конического индентора/А.Г. Игнатьев, А.А. Третьяков//Контроль. Диагностика. -2015. -№ 6. -С. 26-30 DOI: 10.14489/td.2015.06.pp.026-030
- Когаев, В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени/В.П. Когаев. -М.: Машиностроение, 1977. -232 с.
- Методика усталостных испытаний конструктивно подобных образцов на современном оборудовании/А.В. Ерпалов, Л.А. Шефер, Е.Е. Рихтер, П.А. Тараненко//Научный поиск: материалы 7-й науч. конф. аспирантов и докторантов. -Челябинск: ЮУрГУ, 2015. -С. 166-172.
- Фархшатов, М.Н. Определение остаточных напряжений покрытий, нанесенных электроконтактной приваркой ленты из коррозионно-стойких сталей/М.Н. Фархшатов//Вестник Оренбург. гос. ун-та. -2006. -№ 10-2 (60). -С. 403-409.
