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    摩托车齿轮的气体碳氮共渗

    2018-10-12   来源:   点击数:0次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港详实报道:在此工艺配方中,箬皮是一种禾本科竹的皮,箬皮和牛角烧成的灰含有一定的碳成分,当然都含有一定的氮。而青盐主要成分是氯化钠,是渗碳处理的常用促进剂,添加青盐主要是使其成为熔融状态,因此,这可能属于一种固液化学热处理方法。
      
      在此工艺中,卤砂为氯化铵天然产物,含氮,其目的主要在于供氮。“复炼如前”主要是循环渗入,根据“烧红为度”,可以判断其温度约为650℃,因此,这种工艺极有可能是一种氮碳共渗。
      
      Fex---- 作用在以Dm为直径的圆周上的轴向力,N;
      
      ex---- 单波轨向变形量,mm; h---- 波纹管的波高,mm;
      
      Dm---- 波纹管的平均直径,mm; q---- 波纹管的波距,mm;
      
      Dm=Db+h r---- 波纹管波纹的曲率半径,mm;
      
      Db---- 波纹管直边段内径,mm; a---- 波纹管波纹的直线段长度,mm;
      
      δ---- 波纹管的名义厚度,mm; δm---- 波纹管成形后的壁厚,mm;
      
      E---- 波纹管材料的弹性模量,Mpa; m----波纹管厚度为δ的层数;
      
      Cm---- 材料强度系数,热处理态波纹管取Cm=l.5;成形态波纹管取Cm=3.0;
      
      Cwb---- 波纹管纵向焊缝;
      
      Cf、Cp、Cd---- 形状尺寸系数,由图38、41、42求取。
      
      fi---- 波纹管单波轴向刚度,N/mm;
      
      Kx---- 膨胀节整体轴向刚度,N/mm;
      
      Ky---- 膨胀节整钵横向(侧向)刚度,N/mm;
      
      Kθ---- 膨胀节整体弯曲(角向)刚度,K·m/°θ;
      
      Ku---- 计算系数
      
      Ku=(3Lu2-3LbLu)/(3Lu2-6LbLu+4Lb2)
      
      Lb---- 波纹管的波纹段长度,mm;Lb=Nq
      
      N---- 一个波纹管的波数;
      
      Lu----复式膨胀节中,两波纹管最外端间的距离,mm;
      
      1、刚度计算
      
      1.1、波纹管单波轴向刚度计算
      
      波纹管的波高与直径之比较小,如将其展开,可简化为如图37(b)所示的两端受轴向线载荷的曲杆。轴向的总力为Fex。在弹性范围内,利用变形能法可以推导出轴向力与轴向变形之间的近似关系式(1)。
      
      Fex=[(πDmEδ3)/24C]-ex N (1)
      
      式中 C=0.046r3-0.142hr2+0.285h2+0.083h3 mm3 (2)
      
      则波纹管刚度fi′为 fi′=Fex/ ex (3)
      
      中国钢管信息港详实报道:考虑到力学模型的近似性以及波纹管制成后壁厚减薄等因素,对公式(1)进行修正并代入(3)式则得:
      
      fi′=(1.7DmEδm3)/(h3Cf) N/mm (4)
      
      式中:δm=δ√Db/Dm (5)
      
      对于多层结构的波纹管,其刚度按(6)式计算:
      
      fi=(1.7DmEδm3m)/(h3Cf) N/mm (6)
      
      1.2、膨胀节整体弹性刚度计算
      
      (1)轴向刚度
      
      (a)单式膨胀节整体刚度Kx=fi/N (7)
      
      (b)复式膨胀节整体刚度Kx=fi/2N (8)
      
      (2)侧向刚度
      
      (a)单式膨胀节整体刚度Ky=(1.5Dm2fi)/[LbN(Lb±X)2] (9)
      
      (b)复式膨胀节整体刚度Ky=(KuDm2fi)/[4NLu(Lu-Lb±X/2)] (10)侧向刚度计算中,轴向位移X拉伸时取“+”,压缩时取“-”。
      
      (3)整体弯曲刚度
      
      Kθ=(πDm2fi)/(1.44×106N) (11)
      
      2 未加强U形波纹管的应力计算
      
      (1)内压引起的周向薄膜应力σ2
      
      由图39可知,当受内压P作用时,在一个U形波的纵截面上的内力与作用在半个环壳上的外力平衡。
      
      4(πr+α)δmσ2=qDmP
      
      σ2=(qDmP)/[4(πr+α)δm] MPa (12)
      
      几何尺寸r、α有如下关系:
      
      r=q/4
      
      α=h-q/2 (13)
      
      将(13)式代入(12)式,得周向薄膜应力为:
      
      σ2=(DmP)/[2mδm(0.571+2h/q)] MPa (14)
      
      (2)内压引起的径向薄膜应力σ3
      
      当波纹管受内压P作用时,在以D与Db为直径的两个环形截面上的内力与轴向外力平衡,则:
      
      π(D+Db)δmσ3=(π/4)(D2-Db2)P (15)
      
      因D=Db+2h,代入上式,经整理后得:
      
      σ3=Ph/2δmm MPa (16)
      
      (3)内压引起的径向弯曲应力σ4
      
      在经线为半个U形环壳上切出单位宽度的窄条(见图40),设两端固定,并受均布压力P作用,可得最大弯距为:
      
      M=P·h2/12 (17)
      
      断面系数为:W=πDmδm2/6 (18)
      
      则径向弯曲应力为:
      
      σ4=M/w=P·h2/2δm2 MPa (19)
      
      考虑形状尺寸的影响,引进修正系数(EJMA法)得:
      
      σ4=(P·h2Cp)/2cm (20)
      
      图39 U形膨胀节的几何参数。
      
      图40 环壳上的几何尺寸
      
      (4)由轴向力Fex引起的径向薄膜应力σ5
      
      由式(3)、式(4)可得:
      
      σ5=Fex/πDmδm=(1.7Eδm2ex)/(πh3Cf) MPa (21)
      
      按EJMA法修正后,其公式形式为:
      
      σ5=(Eδm2ex)/(2πh3Cf) MPa (22)
      
      式(22)为实际计算公式。
      
      (5)由轴向力Fex引起的径向弯曲应力σ6
      
      可以证明在Fex作用下,最大弯矩发生在波顶B处(见图37),其值为:
      
      Mmax=Fexh/2 (23)
      
      断面系数为:W=πDmδm2/6 (24)
      
      则弯曲应力为:σ6=Mmax/w=3Fexh/πDmδm2 MPa (25)
      
      引入公式(3)、(4)的关系,得:σ6=(5Eδmex)/(πh2Cd) MPa (26)
      
      按EJMA法修正后得:
      
      σ6=(5Eδmex)/(3h2Cd) MPa (27)
      
      (6)应力评定
      
      a、薄膜应力
      
      σ2≤Cwb[σ]bt (28)
      
      σ3≤[σ]b
      
      b、弯曲应力:σ3+σ4≤Cm[σ]bt (29)
      
      c、经向总应力范围:
      
      σt=0.7(σ3+ σ4)+σ5+σ6 (30)
      
      以上介绍的U形膨胀节计算的方法,尽管由于力学模型的简化,给计算结果带来一定程度的误差,但因公式比较简单,又根据实际情况进行了修正与调整,故在工程设计时仍然得到广泛的应用。
      
      U形膨胀节也可看作环壳与环板的组合体,承受轴对称的载荷。列出平衡方程进行求解也可得出计算公式。但其过于繁复,不便于应用。中国钢管信息港详实报道
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