324 / 530
Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3
Technological Equipment, Machining
Attachments and Instruments
____________________________________________________________________
324
УДК 621.785:621.91
ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РОТАЦИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ,
РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ УДАРНЫХ НАГРУЗОК
Е.В. ПАВЛОВ, канд. техн. наук, доцент
(
ЮЗГУ, г. Курск
)
Павлов Е.В.
– 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94,
Юго-Западный государственный университет,
e-mail:
evp.kstu@mail.ruРотационные детали, воспринимающие ударную знакопеременную нагрузку, должны
обладать высоким уровнем твердости и пределом текучести. В значительной степени на
механические свойства влияет структура и содержание легирующих элементов материалов
ротационных деталей.
Также основополагающее значение оказывает выбор метода термической обработки,
обеспечивающего наилучшее сочетание требуемых показателей прочности, твердости,
ударной вязкости (трещиностойкости).
В стали твердостью 38…42 HRC, упрочненной по технологии изотермической
закалки, трещины растут в два раза медленнее, чем в стали, упрочненной закалкой с
отпуском. Для сталей твердостью менее 30 HRC, несмотря на высокие показатели ударной
вязкости после изотермической закалки, характерно низкое сопротивление усталостному
разрушению.
Ключевые слова:
ротационные детали, механические свойства, термическая
обработка, изотермическая закалка, ударная вязкость, усталостное разрушение
Введение
К материалам, используемым для изготовления соударяющихся деталей ударных ма-
шин (деталей погружных пневмоударников, породоразрушающего инструмента), предъяв-
ляются повышенные требования по обеспечению механических свойств. Для сохранения
геометрических размеров при воздействии ударной нагрузки, наиболее нагруженные детали
ударных механизмов (например, ударник или корпус коронки) должны обладать высоким
уровнем твердости и пределом текучести. Высокие эксплуатационные показатели буровых
машин зарубежных компаний являются результатом использования, в качестве материалов
базовых деталей, сталей с большим сопротивлением усталостному разрушению [1, 2].
Как показали исследования, существенное влияние на показатели усталостной долго-
вечности и работоспособность конструкции могут оказывать отклонения от стандартного
содержания легирующих химических элементов материала деталей [1 - 5].
Кроме того, на уровень механических свойств ответственных ротационных деталей
основополагающее значение оказывает выбор метода термической обработки. В зависимости
от энергии удара и размеров деталей находят широкое применение два способа их термиче-
ского упрочнения. Детали малых размеров обычно подвергают закалке с последующим низ-
ким отпуском [6]. Массивные детали, работающие при больших ударных нагрузках, упроч-
няют химико-термической обработкой – цементацией с последующей закалкой с низким от-
пуском.