Инжектор колтюбинговой установки. Анализ условий и режима эксплуатации инжектора колтюбинговой установки, страница 7

Рассмотрим некоторые из методов упрочняющей обработки.

К химико-термической обработке относятся:

а) цементация-процесс науглероживания поверхностного слоя стальных деталей, нагретых до температуры 900 – 940 °С повышает усталостную прочность деталей, благодаря увеличению твердости, прочности цементированного слоя и образованию в нем внутренних напряжений сжатия, которые снижают влияние концентратов напряжения.

б) азотирование - один из процессов химико-термической обработки при котором поверхностные слои деталей насыщаются азотом. Азотирование повышает твердость и износостойкость, усталостную прочность и увеличивает сопротивление коррозии.

в) борирование - насыщение поверхностного слоя стальных деталей бором, что повышает твердость и износостойкость.

Упрочняющую обработку поверхностным пластическим деформированием (ППД) применяют в основном для повышения усталостной прочности детали. Упрочнение достигается путем снижения вредного влияния концентраторов напряжений за счет создания поверхностных слоях детали внутренних напряжений сжатия. Известно два метода ППД статическое и ударное деформирование.

Статическое ППД - это поверхностное обматывание и раскатывание, напряженный поверхностный наклеп, калибрования отверстий шариком и оправкой. Поверхность канавок вала шпинделя обкатывается роликом, что повышает твердость и прочность вала.

Ударное ППД осуществляется следующими способами: обработкой дробью, гидроабразивной обработкой, центробежной обработкой, чеканкой, вибрирующем роликом. Ударное ППД повышает твердость поверхностных слоев металла, предел выносливости деталей и коррозионно-усталостную прочность при изготовлении втулок турбобура такой способ упрочняющей обработки и неприливным, т.к. при ударном ППД повышается шероховатость поверхности, что снижает их износостойкость. Наиболее ответственными деталями в инжекторе являются  вал, плашки, цепь и подшипники. Долговечность инжектора зависит от износостойкости этих деталей. Колеса и поршень изготавливаются из стали 45, твердость который составляет 241...302НВ. Как уже отмечалось выше, при изготовлении плашек и вала используют сталь 40ХН, у которой твердость 280...340НВ больше чем стали 45, вследствие чего плашки,  и изнашиваются быстрее. Износостойкость плашек можно повысить с помощью какого-либо метода упрочняющей обработки, который выбирают в зависимости от технологических особенностей деталей.

Таблица 6.2 - Основные виды, режимы и результаты упрочняющих термообработок

Виды термообработки	Режимы термообработок		Результаты термообработок
	Температура,  t, °С	Продолжительность,                                 ч	Поверхностная твердость	Глубина слоя, мм
Цементация Азотирование Нитроцементация Борирование	900 500 600 1200	0,5 45-50 6- 10 0,03-0,05	60...64НRСэ      500НV 290НV 1.1  1	0,15...0,2 0,45...0,5 0,15...0,4 0,12

     Из таблицы видно, что самый эффективный метод термообработки – борирование

7 ПРОВЕРОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ ДЕТАЛЕЙ ИНЖЕКТОРА

7.1 Расчет на прочность вала инжектора

Продолжительная эксплуатация большого числа инжекторов показала, что наиболее правильно рассчитывать валы исходя из условий их нормальной работы при максимальной мощности инжектора, не учитывая аварийной нагрузки. При нормальной работе вал инжектора подвергается воздействию крутящего момента. Определим ориентировочный размер вала по внутреннему диаметру шлиц, без учета влияния концентрации напряжений на изгибе вала:

м                                                          

где  - максимальный крутящий момент ;

 - допускаемое напряжение при кручении, МПа.