3.2. Обгрунтування вибору матеріалу|, термічної обробки, точності і величини шорсткості|шерехатості|.
При виборі марки сталі, як конструктивного матеріалу треба враховувати прокатываемость, оскільки вона визначає технологічність виробництва і експлуатаційні властивості. В місці з тим отримання сталі більш глибокої прокатываемости вимагає певних витрат що підвищує їх вартість.
Економічно обгрунтований вибір марки сталі заснований на обліку вартості технології і вартості сталі. Важливим чинником є число деталей підлягаючих виготовленню. Застосування сучасного високомеханізованого устаткування для термічної обробки істотно підвищує якість виробів, але виправдано в застосуванні лише при масовому виробництві.
Шляхом вибору сталі з оптимальної прокатываемостью і відповідної технології термічної обробки, можна при порівняно малих витратах експлуатацію, надійність і довговічність виробу і тим самим отримати економічний ефект.
При конструюванні необхідно точно знати величину напруг, діючих на глибині небезпечних перетинів деталі.
Сталлю називається сплав заліза з вуглецем і іншими елементами. Зміст вуглецю до 2х %.
Якщо сталь має в своєму складі залізо, вуглець і деяку кількість так званих постійних домішок, таких як марганець - 0,7 %, кремній - 0,07 % і газів, то таку сталь називають вуглецевою.
Клапан гидрозамка виготовлений з легованої середньо вуглецевої сталі 40Х. Цю став називають покращуваною, тому що їх часто піддають поліпшенню термообробки, і відпустці при високих температурах. Среднеуглеродістиє повинні були мати високу міцність, пластичність, високу межу витривалості, таку чутливість до відпускної крихкості повинні добре прожарюватися. Завдяки цьому ці сталі застосовують для виготовлення колінчастих валів зубчатих коліс, осей валів, втулок, гайок, болтів.
Корпус і кришки гидрозамка виготовляються з сірого чавуну СЧ 32.
Чавуном називають сплави заліза і вуглецю. Зміст вуглецю більше 2%.
На структурі чавунів, які окрім заліза і вуглецю містять і інші елементи.
Звичайно у виробництві для отримання даної структури регулюють зміст кремнію, марганцю, вуглецю. Чим більше кремнію в чавуні, тим менше в ній зв'язаного вуглецю і тим м'якше чавун. В сірий чавун входить 1,5-3%. При змісті марганцю в межах 0,5 - 1 % кількість зв'язаного вуглецю збільшується. Крім того, марганець зв'язує сірку MuS, що зменшує вибілюючу дію сірки.
Фосфор утворює в чавунах міцну форму эвтетику з Fe(O) + Fe3C + Fe3P. Фострідная эвтетика плавиться при температурі 905 С, тому чим більше рідко текучість чавуну. Фострідная эвтетика володіє високою твердістю, по цьому ніж більше фосфору тим вище твердість і крихкість чавуну.
В звичайному сірому чавуні фосфору міститься 0,3 - 0,4%. При виготовленні художніх відливань для підвищення рідко текучості в чавун вводять фосфор до 10%.
Сірі чавуни маркірують буквами СЧ. Потім ставлять двухзначные числа. Перше число показує межу міцності при розтягуванні. Друге межа міцності при вигині.В ГОСТ 1412-70 встановлені наступні марки сірих чавунів СЧ 12; СЧ 15; СЧ 24; СЧ 32.
На приклад мара СЧ 32 показує, що чавун має Gв = 32 клс/см2.
Відливання сірого чавуну широко застосовуються в машинобудуванні для станин, металоріжучих верстатів, корпусів, поршневих кілець т.д.
Диск притискний призначений: для забезпечення постійного контакту підп'ятників поршнів з|із| похилими дисками в процесі роботи насоса.
Деталь повинна володіти стабільністю, геометричністю| форми і достатньою зносостійкістю. Виходячи з диско-прижимної| умови роботи, матеріалом для неї застосована хромиста конструкційна сталь 40Х ГОСТ| 4543-71.
Хімічний склад даної сталі наступний|слідуючий|:
вуглецю 0,36-0,44%
кременя 0,17-0,37%
марганець 0,50-0,80%
хрому 0,80-1,10%
Сталеве залізо і домішки|нечистоти|.
Механічні властивості даної сталі стану|достатку| постачання такі:
межа точності 35
межа точності 60
твердість поверхні Н13 174-217
Для забезпечення необхідних властивостей деталь піддається термічній обробці (гарту і відпустці) з досягненням твердості 41...51 HRCЭ.
В цілях достатньо точного центрування притискного диска, відносно малого насоса, центральний отвір виконаний з|із| допуском|допущенням| Н11.
Для підвищення зносостійкості і зменшення сил тертя поверхні, що контактує з|із| бронзовими підп'ятниками, має шорсткість|шерехатість| Ra|≤1,25мкм.
Диск похилий призначений для перетворення обертального руху валу в зворотно-поступальний рух поршнів. Деталь повинна володіти підвищеною міцністю, оскільки|тому що| є|з'являється| елементом передачі зусилля кот-вала| до поршнів (перетворення). Виходячи з призначення і умови роботи деталі, застосовуємо для її виготовлення хромисту підпятникову| сталь ШХ 15 ГОСТ 801-78.
Хімічний склад даної сталі наступний|слідуючий|:
вуглецю 0,95-1,05%
кремнію 0,17-0,37%
марганець 0,20-0,40%
хрому 1,30-1,65%
Решта заліза і домішок|нечистот|.
Механічні властивості даної сталі стану|достатку| постачання наступні|слідуючі|:
межа міцності 60-75
межа текучості 38-42
твердість Н13 179-207
Для забезпечення необхідних властивостей деталей вона піддається термічної обробки (гарт|гартування| на масло|мастило| з|із| подальшою|наступною| низькою відпусткою|відпуском|) для досягнення твердості
58...61 HRCэ|. При цьому механічні властивості сталі стануть наступними|слідуючими|:
межа міцності 220
межа текучості 170
В цілях забезпечення точного центрування похилого диска його посадочний отвір (центральний) виконаний з|із| допуском|допущенням| Н7 і шорсткістю|шерехатістю| Ra|≤0,63мкм. Поверхня контактує з|із| підп'ятниками, для підвищення зносостійкості має шорсткість|шерехатість| Ra|≤0,16мкм і допуск|допущення| щільності 0,005мм|.
Корпус клапана призначений для герметизації нагнітальних клапанів від зовнішнього середовища|середи|. Деталь працює під тиском|тисненням| 50МПа| і із|із| значним зусиллям затягування по різьбленню. Виходячи з умов роботи деталей, застосовуємо її хромисту конструкцію сталь мірки 40Х| ГОСТ 4543-71.
Хімічний склад даної сталі наступний|слідуючий|:
вуглецю 0,36-0,44%
кремнію 0,17-0,37%
марганцю 0,50-0,80%
хрому 0,80-1,10%
Останні залізо і домішки|нечистоти|.
Для
поліпшення механічних властивостей
матеріалу деталь піддається термічної
обробки (гарт і висока відпустка) з
отриманням твердості 30...40 HRCЭ
при цьому механічні властивості деталі
будуть в таких межах точності 110
межах текучості 130
.
Для забезпечення центрування сідла і посадки на його корпус клапана, має допуск|допущення| на посадочні виточки Н9 і шорсткість|шерехатість| до Ra|≤2,5мкм.
Різьблення
деталі має ступінь точності 6g
і шорсткість профілю різьблення
Ra≤3,2мкм. Решта елементів на деталях має
допуски і шорсткості поверхні, призначені
по конструктивних технологічних
міркуваннях. Вільні (що не сполучаються)
поверхні мають граничні відхилення:
розміри отворів Н14,
валів h14,
останніх
,
кутових
.