Круг калиброванный — вид сортового проката, который используют как самостоятельные конструкции или заготовки для дальнейшей обработки. По сравнению с горячекатаной продукцией, улучшенные изделия стоят больше.
Дополнительные расходы окупаются за счет преимуществ, связанных с высоким качеством поверхности, а также точным соблюдением форм и размеров. Собственник бизнеса экономит на ремонте, обслуживании и продолжительном сроке эксплуатации.
Из стального калиброванного круга изготавливают детали механизмов и машин, к которым предъявляют повышенные требования. Примеры конструкций: валы, оси, рычаги, зубчатые колеса.
Заготовки из железоуглеродистого сплава отличаются высокой технологичностью. Чтобы получить деталь нужной формы, калиброванный круг раскраивают и направляют на штамповку, точение, холодную высадку. В сборной конструкции стальные изделия соединяют сваркой.
Преимущество калиброванного круга
К достоинствам металлопродукции относят: широкий выбор размеров, материалов, способов изготовления. В зависимости от набора параметров, получают сортамент с разными физическими и механическими свойствами.
Калиброванный круг ценят за оптимальное соотношение долговечности, надежности, прочности и доступности. Прокат поставляют в виде бухт и прутков.
Согласно стандарту № 7417-75, сортамент изделий включает конструкции диаметром: 3,0-100,0 мм. Регламент распространяется на круглую сталь, полученную холодным способом: раскаткой или протяжкой. Так как сплав не подвергается высокотемпературному нагреву, структура отличается однородностью.
В таблице перечислен прокат с диаметром, выраженным в целых единицах и дробях: 98,0 мм; 3,1 мм; 5,5 мм. Длина стальных стержней зависит от марки стали, в среднем, от 1,5 м до 6,5 м.
Калиброванный круг из стали — продукция универсального назначения, которая удовлетворяет разноплановым требованиям.
Конструкции изготавливают из марок стали категорий:
- обыкновенного качества: Ст3кп, Ст3сп, Ст3пс;
- с низким, средним и высоким вхождением легирующих элементов: 09Г2С, 38Х2МЮА;
- специального назначения: жаропрочных, жаростойких, автоматных: А38, У8А;
- качественного углеродистого сплава: Ст20, Ст35.
Выбор материала зависит от условий эксплуатации. Повышенным спросом пользуется продукция из нержавейки.
Несущие конструкции машин и механизмов производят из прутков. Если изделие должно быть гибким, выбирают тонкий материал в бухтах.
По сравнению со стандартной продукцией, калиброванные круги отличаются улучшенным качеством поверхности, правильностью геометрических форм и повышенной точностью размеров. Некоторые изделия подвергают шлифовке и полировке. Таким образом получают «серебрянку».
В процессе изготовления у калиброванного круга проверяют параметры:
- соответствие размерам: диаметру, длине;
- качество реза: отсутствие надрывов, заусенцев на торцах;
- кривизну прутков;
- соблюдение угла 900 в местах реза.
На поверхность готовой продукции наносят смазку. Исключение — нержавеющие марки стали. В процессе эксплуатации регулярно обновляют слой масла.
Конструкции валов и осей из калиброванного круга
В машинах и механизмах все детали взаимозависимы. Одни элементы сопрягаются боковыми поверхностями. Другие, — передают движение через систему связей.
При выборе подходящего материала сопоставляют параметры: физико-механические свойства, стоимость, трудоемкость изготовления заготовки и конечного продукта.
Вал — удлиненная конструкция цилиндрической или ступенчатой формы. Металлопрокат работает в двух направлениях:
- удерживает насаженные на ось звездочки, катки, шкивы, зубчатые колеса;
- передает крутящий момент по системе сопрягаемых деталей.
Основные нагрузки, которые действуют на вал, — изгиб и кручение. В некоторых случаях изделие сопротивляется растяжению или сжатию. Выпускают детали, которые работают только на кручение.
От конструкции зависят параметры:
- распределение сил по длине вала;
- величина и характер совместно действующих изгибающих нагрузок и крутящих моментов;
- направление усилий в местах деформации.
Когда запускают двигатель, вал вращается. Возникают знакопеременные нагрузки, которые меняются в пространстве и времени. Большая часть поломок связана с усталостной прочностью.
Идеально спроектированный вал — балка с равными по всей длине усилиями. Различают кривошипные, телескопические, гибкие, коленчатые конструкции.
В отличие от вала, ось выполняет одну задачу. Конструкция поддерживает насаженные на стержень детали. Ось не передает соседнему узлу усилие вращение и работает только на изгиб. Различают статические и подвижные конструкции.
Большей популярностью в машиностроении пользуются прямые валы и оси, изготовленные из полых и цельных заготовок. Самые простые формы — цилиндры разных размеров, сложные конфигурации — коленчатые валы.
Калиброванный круг используют для продукции сплошного сечения. По сравнению с полыми конструкциями, цельные изделия стоят дешевле. Причина заключается в меньшей трудоемкости изготовления.
Валы в виде трубы относят к продукции специального назначения. Полый прокат применяют в случаях:
- установки внутри вала другой детали («труба в трубе»);
- необходимости направлять смазку вдоль оси.
Почему для производства деталей машин и механизмов применяют из калиброванный круг?
Основные критерии оценки работы вала: объемная прочность, жесткость и износостойкость. Свойства детали определяются структурой материала и составом сплава.
Чтобы снять нагартовку и наклеп, прокат неоднократно нагревают, выдерживают в печи и охлаждают. Таким способом изменяют внутреннюю структуру, как следствие, получают нужные свойства.
Цель предварительного нагрева сортового проката:
- снять остаточные напряжения;
- выровнять структуру (уменьшить количество крупных зерен);
- повысить обрабатываемость калиброванного круга перед резкой, штамповкой и другими операциями;
- подготовить металл к дальнейшей термической обработке.
Окончательный отжиг улучшает перечисленные показатели. Если после первого этапа микроструктура соответствует критериям качества, повторная термообработка не нужна.
При выборе материала руководствуются параметрами: условиями эксплуатации, величиной и характером нагрузок, размерами и формой детали.
Стальной калиброванный круг отвечает требованиям:
- широкого выбора марок сталей, в том числе, доступных и высококачественных;
- достаточности размеров: 3,0-100,0 мм;
- низкой стоимости изготовления;
- высокой эксплуатационной стойкости.
Когда выбирают материал, сначала рассматривают стали обыкновенного качества, конструкционные составы и низколегированные сплавы. Если трудоемкость изготовления и физико-механические свойства соответствуют критериям качества, переходить к другим вариантам нецелесообразно.
Использование высоколегированных сплавов оправдано при повышенных требованиях к прочности и долговечности. Иногда применение дорогих материалов ведет к уменьшению расходов на запчасти и ремонтные работы.
Выгода использования калиброванных кругов из высоколегированной стали — при специальных параметров, например:
- повышенной прокаливаемости;
- жаропрочности;
- стойкости к активным химическим соединениям.
Как из калиброванного круга изготавливают валы и оси?
Производственный цикл включает подготовительные, формообразующие, доводочные и контрольные операции.
Последовательность работ:
- раскрой заготовок из калиброванного круга;
- придание отрезкам формы: на станках с ЧПУ; на токарном оборудовании со специальными оправками (борштангами);
- соединение сваркой отдельных частей вала;
- фрезеровка пазов, шпоночных канавок и других элементов фиксации;
- шлифовка поверхности для придания окончательных размеров.
В особых случаях выполняют дополнительные операции. Чтобы увеличить срок эксплуатации проката в агрессивной среде, применяют технологии:
- гуммирования (для работ, когда калиброванный круг контактирует с солями, щелочами и кислотами);
- электродуговое напыление;
- хромирование.
Третья в списке операция оказывает комплексное действие: повышает коррозионную стойкость, уменьшает силу трения вала, увеличивает поверхностную прочность.
Для проверки биения вала используют динамическую балансировку. Таким образом снижают износ и увеличивают срок службы деталей машин.
Завершающий этап — контроль формы и размеров с помощью лазерной установки.
