Дорошенко П.А. Технология производства судовых энергетических установок. Страница 279

Усталостная прочность и долговечность работы валов могут значительно снижаться вследствие фреттинга, которому подвержены их поверхности в номинально неподвижных соединениях: прессовом соединении гребного вала с гребным винтом и с бронзовой облицовкой, фланцевом соединении и др. Под фреттингом понимают процесс разрушения плотно сопряженных поверхностей, происходящий при их относительных циклических микропроскальзываниях. Микропроскальзывания возникают при передаче внешней нагрузки, например крутящего и изгибающего моментов. Поскольку нагрузки^ действующие на вало- провод, носят циклический характер, то проскальзывания двух плотно прижатых поверхностей сопровождаются возникновением переменных касательных сил в зонах фактического контакта и переменных напряжений растяжения-сжатия в поверхностном слое вблизи зон фактического контакта. Под действием этих переменных напряжений на поверхности вала под напрессованной деталью вблизи от ее торца появляются усталостные трещины. Плохое прилегание сопряженных поверхностей из-за недостаточной точности усиливает концентрацию напряжений в районе точек фактического контакта, что еще более снижает выносливость валов в прессовых соединениях. Возникновение трещин усталости на валах под напрессованной деталью может происходить при небольших напряжениях изгиба с амплитудой всего 35 МПа.

Одним из наиболее эффективных технологических методов увеличения усталостной прочности гребных валов оказалось упрочняющее обкатывание роликами. Эта операция является теперь обязательной в отечественном судостроении при изготовлении гребных валов.

Другое проявление фреттинга состоит в том, что при микропроскальзывании плотно прижатых поверхностей происходит отрыв мелких частиц металла с выступов микронеровностей. В силу малых размеров частицы легко окисляются, поэтому процесс фреттинг-разрушения часто называют фреттинг-коррозией. Окислы, имеющие высокую твердость, действуют как абразив, образуя на поверхности оспины глубиной до нескольких десятых долей миллиметра. В отдельных точках соприкосновения поверхностей иэ-за большого контактного давления образуются мостики холодной сварки, которые при смещениях поверхностей разрушаются, оставляя на поверхности характерные лунки, видимые невооруженным глазом.