Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 1

Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 1. 2017 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 36  высокая жесткость головок и стержня;  минимальная масса и габариты (размеры шатуна не должны препятствовать его проходу через цилиндр при сборке двигателя);  простота и технологичность конструкции. Для изготовления шатунов бензиновых двигателей используются углеродистые или легированные стали 45, 45Г2, 40Г, 40Х, 40ХН, 40Р, а для дизельных двигателей – высокопрочные легированные стали 18Х2Н4МА, 18Х2Н4ВА, 40ХНЗА, 40Х2МА и др. Шатуны могут отливаться, также, из высокопрочных титановых сплавов или композитных материалов. При многократном действии нагрузок в местах, где имеется резкое повышение напряжений вследствие наличия отверстий, выточек пустот, включений, трещин и т. д., происходят внезапные изломы усталостного разрушения. Основными дефектами шатунов являются трещины, изгиб и скручивание тела шатуна, износ отверстий в головах шатуна под втулку и вкладыши, повреждения плоскостей разъема шатуна и опорных поверхностей под головки и гайки шатунных болтов, дефекты резьбовых отверстий в теле шатуна, износ втулок верхних головок и баббитовой заливки нижних головок шатуна. Выносливость металлов и сплавов зависит от их природы, характера обработки, состояния поверхности, условий эксплуатаций и т. п. На предел выносливости большое влияние оказывает неоднородность металла. В металле всегда могут присутствовать трещины, неметаллические включения, газовые пузыри, пустоты, которые при нагрузках вызывают общую концентрацию напряжений [2]. Кроме указанных факторов на долговечность деталей также влияют: 1)структурное состояние, термическая обработка;2)состояние поверхностного слоя; 3) температурой и средой испытания; 4) масштабным фактором; 5) частотой нагружения; 6) концентрацией напряжений; 7) асимметрией цикла нагружения; 8) вида напряженного состояния; 9) контактного трения. Качество поверхностного слоя во многом определяется технологией изготовления деталей. Среди финишных методов обработки, позволяющих сформировать сочетание микрогеометрии и физико-механических свойств, являются методы поверхностного пластического деформирования. Теория Поверхностное пластическое деформирование Поверхностное пластическое деформирование (ППД) — это метод обработки деталей без снятия стружки, при котором пластически деформируется только поверхностный слой деталей. В результате ППД уменьшается шероховатость поверхности, увеличивается твердость (микротвердость) металла, в поверхностном слое детали возникают сжимающие остаточные напряжения. Достоинством ППД является технологическая универсальность и экономичность метода. По характеру взаимодействия инструмента с деталью методы ППД подразделяется на статические и ударные. Статическое ППД осуществляется перемещением инструмента вдоль обрабатываемой поверхности с постоянной или закономерно изменяющейся силой деформирования или глубиной внедрения. Ударное ППД осуществляется нанесением инструментом случайно распределенных или регулярных ударов по детали.