1. Pavarų dėžės krumpliaratis.

23 Variantas

1. Pavarų dėžės krumpliaratis.

2. Pavarų dėžės karterio dangtis.

I

Pavarų dėžės krumpliaratis yra palyginus nedidelė detalė, tačiau turi atlaikyti dideles dinamines, pulsuojančias apkrovas. Krumpliaratis beveik visą laiką kontaktuoja su alyva bei oru ir į tai atsižvelgus aš pasirenku legiruotą konstrukcinį plieną 35X.

1. 35X legiruotas konstrukcinis plienas

Legiruotais vadinami tokie plienai, kurių sudėtyje, be anglies, yra viena arba daugiau specialių priemaišų (legiruojančių elementų), pakeičiančių plienų struktūrą, savybes, terminio apdorojimo sąlygas. Dažniausiai plienai legiruojami chromu, nikeliu, volframu, molibdenu, kobaltu, vanadžiu, titanu, aliuminiu, variu. Jeigu pliene yyra daugiau kaip 0,5% silicio arba daugiau kaip 0,8% mangano, tai šie elementai taip pat vadinami legiruojančiais. Šiek tiek silicio ir mangano plienuose visada yra.

Atsižvelgiant į legiruojančiųjų elementų kiekį, plienai skirstomi į tris grupes: 1- mažai legiruoti, kuriuose iki 2,5% legiruojančiųjų elementų; 2 – vidutiniškai legiruoti – 2,5-10%; 3 – daug legiruoti – daugiau kaip 10%. Legiruoti elementai tirpsta ferite, austenite, cementite arba sudaro specialius karbidus.

Legiruotų konstrukcinių plienų cheminė sudėtis (GOST 4543-71)

Plieno 35X cheminės charakteristikos:

Šio plieno sudėtyje yra:

C (0,31-0,39),

Si ((0,17-0,37),

Mn (0,50-0,80),

Cr (0,80-1,10).

35X priklauso legiruotam konstrukciniam plienui. Jis yra termiškai gerinamas. Plieno grupė yra chromo.

35X plieno iššifravimas.

Pliene yra 0,35C. Plienas yra legiruotas Cr. Pirmi du skaičiai reiškia anglies kiekį pliene šimtosiomis dalymis, o raidė, kuris elementas legiruojantis.

Plieno markėje nurodantys llegiruojantys elementai.

X- Cr (Cromas)

Legiruojančių elementų poveikis plieno sąvybėms.

Chromas. Tai vienas plačiausiai naudojamų legiruojančių elementų, įeinantis beveik į 90% visų TSRS naudojamų legiruotų plienų sudėtį. Chromas pigiai kainuoja, ir turi visą kompleksą pageidautinų savybių.

Konstrukciniuose plienuose Cr didina stiprumą, beveik nemažindamas tąsumo. Dėl to žymiai padidėja įgrudinamumas ir galima optimaliausias plieno sąvybes išgauti didesniame skerspjūve. Iš Cr susidaro kieti karbidai ir padidėja atsparumas dilimui. Tai ypač pageidautina įrankiniuose ir rutulinių guolių plienuose. Taip pat padidėja atsparumas korozijai ir nuodegoms, todėl jo didesniais kiekiais pridedama į nerudijančius ir atsparius kaitrai plienus. Cr teigiamai veikia ir įmagnetines sąvyves, todėl naudojamas pastovių magnetų plienuose.

Crominių plienų technologinės savybės yra blogiausnės, negu anglinių plienų: esant Cr blogiau kalviškai suvirinti, reikia iš anksto pakaitinti ir termiškai apdirbti suvirinimometu iišlydant, sunkiau plastiškai deformuoti arba apdirbti pjovimo būdu, sumažėja šilumos laidumas ir reikia naudoti lėtesnius kaitinimo režimus. Derinyje su nikeliu chromas padidina atleidimo trapumą, kuris šalinamas papildomai legiruojant molibdenu arba volframu. Be to, chrominiai plienai yra linkę sudaryti flokenus- apvalius įtrukimus, susidarančius veikiant vandeniliui. Todėl vandenilis lydymo metu turi būti pašalintas.

Plieno 35X mechaninės charakteristikos (iš žinyno):

Plieno markė Terminis apdorojimas

grūdinimas atleidimas σB MPa σT MPa δ5% Ψ% KCU Termiškai apdorojamo ruošinio skerspjūvio matmenys, mm HB (kG/mm2) ne didesnis kaip

temperatūra 0C

pirmoji grūdinimo arba normalizavimo antrojo grūdinimo auši- nimo terpė Tempera- tūra 0C aušini- mmo terpė ne mažesni kaip

35X 860, oras – A 500 V, A 912 736 11 45 69 25 197

(Bandyniai išpjauti išilgai valcavimo krypties. Aušinimo terpės: V- vanduo, A- alyva. Kietumas HB matuojamas po atkaitinimo arba aukštojo atleidimo)

Plieno 35X palyginimas su angliniu plienu 35

Mechaninės charakteristikos σB, MPa σT, MPa δ5% Ψ% KCU J/cm2

35X 912 736 11 45 69

35 530 315 20 45 69

Anglinis plienas yra pigus ir plačiai taikomas. 35 plienas yra vidutinio anglingumo konstrukcinis plienas. Paprastai juose būna iki 0,45% C. Jų gamybos technologija nekeliama aukštų reikalavimų, todėl šiuose plienuose yra daugiau žalingų priemaišų (sieros ir fosforo) ir nemetalinių įtarpų. Šie plienai labai plačiai naudojami metalinių konstrukcijų ir paprastų mašinų detalių gamybai.

Iš lentelės duomenų matome, kad mano pasirinktas legiruotas konstrukcinis plienas 35X už anglinį konstrukcinį plieną 35 yra žimiai geresnis, kadangi takumo riba, stiprumo riba ir santikynis pailgėjimas yra beveik dvygubai geresni negu plieno 35, tai plienas 35X galės atlaikyti dvygubai didesnes apkrovas nei plienas 35.

Technologinių savybių apibūdinimas

 Apdirbimas pjovimu- tai toks detalių gamybos būdas, kai nuo ruošinio paviršiaus pjovimo įrankiu nupjaunamas metalo sluoksnis. Pjaunama metalo pjovimo staklėmis.

Apdirbimas pjovimu įvertinamas koeficientais kvk ir kvG. Šie koeficientai nustatyti tekinant.

kvk= —

kvG=0.95

Kadangi kvG=0.95, tai apdirbamumas pjovimu yra patenkinamas.

 Suvirinamumas- tai detalių neišardomo sujungimo technologinis procesas. Pramonėje ir kitose krašto ūkio šakose suvirinimo būdu gaminamos ir remontuojamos įvairios detalės ir konstrukcijos.

Ekvivalentinis Cekv dydis:

Plienas 35X yra riboto suvirinamumo

Plieno terminio apdorojimo parinkimas.

Plienui 35X naudosiu termini aapdorojimą. Terminis apdirbimas- tai metalo ir lydinių kaitinimas iki tam tikros temperatūros, išlaikymas joje ir ataušinimas tam tikru greičiu. Jos tikslas- gauti norimas savybes keičiant metalo sandarą. Terminio apdirbimo procese pasikeičia metalo savybės, o gaminio forma ir matmnys beveik nepasikeičia.

Tas pats plienas, skirtingai termiškai apdirbtas, pasižymi skirtingomis sąvybėmis. Todėl galima jį įvairiau taikyti. Plienas, įkaitintas iki reikalingos temperatūros ir pamažu ataušinamas (t.y atkaitintas), pasidaro minkštas, plastiškas. Termiškai apdirbant, derinama įkaitinimo temperatūra ir aušinimo greitis.

Svarbiausios terminio apdirbimo rūšys yra šios: atkaitinimas, grūdinimas ir atleidimas.

Po grudinimo struktūra pasikeitė iš ferito+perlito į martensitą, o po atleidimo iš martensito į sorbitą. Stiprumas padidėja, kietumas truputi sumažėja nes tampa plastiškesnė.

II.

Vairo mechanizmo karterio dangtis yra gan nemaža detalė. Ji nėra apkrauta didelėmis apkrovomis, daugiausiai karterio dangtį veikia vibracija. Vidinė dangčio pusė kontaktuoja su tepimo skysčiu, kuris neturi didelės įtakos medžiagos parinkimui. Išorinė pusė kontaktuoja su oru. Atsižvelgiant į tai, detalės gamybai parenku liejamąjį aliuminio lydinį AK 9Ч (AΛЧ).

Pagal Rusijos standartą GOST 1583 šio aliuminio lydinio markė yra AK 9Ч (AΛЧ), o pagal Vokietijos standartą DIN 1725 – GK – AlSi10Mg.

AK 9Ч (AΛЧ) iššifravimas:

Pagal GOST 1983 liejamieji aliuminio lydiniai žymimi raide A. Po jos rašomos raidės reiškia pagrindinius lydinio komponentus, skaičiai – tų komponentų masės kiekį %. RRaidė K atitinka Si cheminį simbolį, o skaičius 9 rodo, kad vidutinis jo kiekis 9%. Lydinio markės gale raidė Ч rodo lydinio švarumo nuo priemaišų laipsnį: Ч – švarus. Skliausteliuose nurodomas senas žymėjimas.

Šis aliuminio lydinys priklauso Al – Si sistemos lydinių (siluminų) grupei. Toks lydinys turi labai geras liejamąsias savybes, gerai suvirinamas. Siluminai yra atsparūs korozijai. Kenksminga silumino priemaiša – geležis. Neigiamą jos įtaką mažina manganas.

Lydinio cheminė sudėtis (AK 94Ч (AΛЧ)):

Cheminė sudėtis % (ne daugiau arba ribose)

Mg Si Mn Cu Ti Ni Fe Zn Pb Sn Be

0,17 – 0,30 8,0 – 10,5 0,20 – 0,50 0,30 Ti+Z2 0,15 0,10 0,6 – 1 0,30 0,05 0,01 0,1

Silicis suteikia aliuminiui karštą trapumą, kai pastarasis kristalizuojasi, karštai deformuojamas ar suvirinamas. Geležis aliuminyje sudaro Al3Fe junginio adatas, kurios mažina aliuminio plastiškumą. Mažas mangano kiekis skatina grūdelių augimą, kai šaltai deformuotiems lakštams daromas nekristalizacinis atkaitinimas.

Lydinio mechaninės charakteristikos AK9Ч (AΛЧ)):

Б13, MPa

Б0,2, MPa δ, % HB 5/250

240

– 3,5 70

GK – AlSi10Mg iššifravimas:

markės pradžioje rašomos raidės GK rodo, kad liejama į kohiles. Toliau rašoma pagrindinio komponento – aliuminio cheminis simbolis ir legiruojančių komponentų cheminiai simboliai. Skaičiai po simbolių – tų komponentų kiekis ir procentai. Markėje kaip legiruojamieji elementai nurodyti Si ir Mg, kai Si yra 10%.

Lydinio GK – AlSi10Mg cheminė sudėtis:

Mg, %

Si, % Mn, % Cu, % Ti, % Fe, % Zn, %

0.20 – 0.50

9.0 – 11.0 0.20 – 0.40 0.05 0.15 0.50 0.1

Matome, kad šis lydinys analogiškas lydiniui AK9Ч (AΛЧ), turi mažiau

legiruojančių elementų.

Lydinio GK – AlSi10Mg mechaninės charakteristikos:

Б13, MPa Б0,2, MPa δ , % HB5/250

240 – 320 210 – 280 1,0 – 4,0 85 – 115

Šio lydinio didesnė stiprumo riba, didesnis kietumas.

Terminis apdorojimas:

Siluminai termiškai nesustiprinami. Tačiau šiame lydinyje yra legiruojančiųjų elementų, tai jį galima sustiprinti grūdinimu ir dirbtiniu sendinimu.

Lydinio grūdinimas nedaug pakeičia mechanines savybes: truputį padidėja stiprumas, sumažėja kietumas ir labai sustiprėja plastiškumas. Šviežiai užgrūdintą lydinį galima lengvai deformuoti dideliu laipsniu, bet šios savybės greitai keičiasi – užgrūdinti aliuminio lydiniai senėja. Sendinama tam, kad lydinys įgautų didžiausią kkietumą ir stiprumą. Po sendinimo plastiškumas labai sumažėja.

Parinktam lydiniui literatūroje rekomenduojami tokie terminio apdirbimo režimai: grūdinimas nuo 545ºC temperatūros, išlaikius 10 – 14 val., aušinimas vandenyje (20 – 100ºC temperatūros); sendinimas 170ºC temperatūroje, išlaikant 6 – 10 val.