0 ° С
Модуль нормальної пружності Е, ГПа 200;
Щільність r, г/см3 +7950;
Коефіцієнт теплопровідності l, Вт/(м ° С) 52;
Питомий електроопір Н, Ом * м 169;
. Коефіцієнт лінійного розширення a, 10-1 * 1/° С 11,9;
Питома теплоємність С, Дж/(кг ° С) 486.
Механічні властивості сталі в стані поставки при температурі випробування 20 ° С
Межа міцності при розтягуванні s в, МПа 590;
Умовний межа плинності s 02, МПа 835;
Відносне удлиннение d,% 12;
Ударна в'язкість x, Дж/см2 980;
Відносне звуження y,% 50;
Твердість по Брінеллю, НВ не більше 269.
Матеріал 15Х2ГН2ТРА є конструкційної легованої високоякісною сталлю. Має ті ж характеристики, що і її аналог 18Х2Н4МА. Застосовується для виготовлення відповідальних деталей, до яких пред'являються вимоги високої міцності, в'язкості і зносостійкості, а також для деталей, що піддаються високим вібраційним і динамічним навантаженням після проведення цементації і поліпшення; для виготовлення деталей трубопроводів з загартуванням в масло і відпусткою у масло або на повітрі. Сталь може застосовуватися при температурах від - 70 ° С до +450 ° С.
Характеристики механічних властивостей конструкційних матеріалів для виготовлення деталей машин (характеристики пружності, міцності, пластичності та ін.) визначають шляхом випробувань стандартних зразків в стандартних умовах. У реальних конструкціях ці властивості не завжди виявляються повною мірою. Особливо помітно це невідповідність між характеристиками міцності, отриманими при випробуванні лабораторних зразків, і конструкційної міцністю як максимальним опором матеріалу, реалізованим в деталях машин.
Принципова різниця вищевказаних матеріалів в їхній ціні. Вартість стали 18Х2Н4МА становить 640 руб./Кг, а вартість стали 15Х2ГН2ТРА 385 руб./Кг.
Розрахунок безвідмовної роботи вестимемо за трьома критеріями, а саме розрахунок міцності деталі, розрахунок неруйнування підшипників і розрахунок неруйнування валу.
. 1 незруйнованими підшипників кочення
Підшипники є вкрай важливим елементом у промисловості, це пристрій, який застосовується в усіх механізмах, що забезпечує рух - лінійне переміщення, обертання, хитання окремих компонентів конструкції по відношенню один до одного, основним завданням яких є зменшення тертя а , отже, і зносу.
Варто відзначити, що тривалість експлуатації пристроїв, їх справність, безперебійність здійснюваних агрегатами робіт прямо залежить, наскільки якісні підшипники обрані при проектуванні. При цьому не варто упускати можливість спрогнозувати надійність підшипників, шляхом розрахунку на незруйнованими підшипників.
Розрахунок неруйнування підшипників зробимо за такою формулою [9], с. 164.:
,
де - коефіцієнт запасу за середніми навантажень;- Коефіцієнти варіації динамічної вантажопідйомності і динамічної еквівалентної навантаження;-для роликопідшипників, - середнє значення динамічної вантажопідйомності, вибирають за довідником-каталогом; P - середнє значення динамічної еквівалентної навантаження; L - заданий ресурс; S=3 - для шарикопідшипників; S=3,3 - для роликопідшипників;- Для роликопідшипників;- Для шарикопідшипників.
Зробимо розрахунок для роликопідшипників.
.
Заданий ресурс L=9,2 млн.об.
Середнє значення динамічного навантаження P=80548,6 Н.
Коефіцієнт запасу по середнім навантаженням:
;
За таблицями нормального розподілу в залежності від значення квантиля знаходимо, що ймовірність безвідмовної роботи розраховується підшипника
P (t)=0,9861 + 0,0032=0,9893.
Зробимо розрахунок для шарикопідшипників.
;
;
За таблицями нормального розподілу в залежності від значення квантиля знаходимо, що ймовірність безвідмовної роботи розраховується підшипника
P (t)=0,9861 + 0,0032=0,9892.
4.2 незруйнованими вала
Практика показує, що відмова валів явище досить рідкісне. Проте розрахунок вала на міцність є доцільним, для загального аналізу вузла.
Розрахунок будемо проводити за наступною формулою [9], с. 164.:
,
