Аналіз конструктивних факторів, що впливають на втомну міцність деталей металургійного обладнання

Анотація

Специфічні умови роботи металургійного обладнання, обумовлені не тільки динамічними навантаженнями, а й особливостями перебігу технологічного про-цесу, вимагають уваги при конструюванні їхніх вузлів з огляду на надійність та безвідмовну роботу. Завчасне планування більш подовжених строків служби най-більш відповідальних деталей вузлів металургійного обладнання є економічно об-ґрунтованим, тобто встановлення факторів, що впливають на втомну міцність деталей на етапі їхнього проєктування є важливим завданням, вирішення якого дозволить не тільки більш раціонально використовувати матеріали, а й подов-жити життєвий цикл деталі в цілому. Втома є доволі складним процесом накопичення пошкоджень матеріалу під впливом змінних напружень. Цей процес є поступовим, розтягнутим у часі та призводить до зміни властивостей, утворенню тріщин, їхнього розвитку та руйнування. Його особливістю є те, що накопичення пошкоджень починається за-довго до остаточної втрати роботоздатності деталі та протікає непомітно, отже в розрізі надійності та довговічності вузлів металургійного обладнання на перший план виходить саме проблема втомної міцності. Встановлено, що на довговічність деталей металургійного обладнання зна-чно впливають такі фактори як якість обробки поверхні готової деталі та кон-центратори напружень. Визначено, що врахування впливу якості поверхні на втомну міцність можна виконати введенням у розрахунок коефіцієнта якості поверхні. Концентрацію напружень варто розглядати як місцеве або локальне підвищення напружень, ви-кликане різкою зміною поперечного перерізу деталі та наявністю макродефектів структури. При конструюванні деталей металургійного обладнання врахування впливу концентрації напружень можливе введенням коефіцієнта чутливості матеріалу. При варіюванні коефіцієнту чутливості матеріалу до місцевих напружень в чис-лових межах від 0,6 до 0,8 викликає зниження втомної міцності готової деталі по відношенню до гладеньких зразків на 20-40 %. Мінімізація таких концентраторів місцевих напружень як отвори, виточки, вирізи, виступи, а також різкі зміни по-перечного перерізу деталі, дозволить підвищити втомну міцність готової деталі по відношенню до гладенького зразка мінімум на 20 %.