WYBRANE PRZYKŁADY ZASTOSOWANIA URZĄDZEŃ DO OBRÓBKI STRUMIENIOWO-ŚCIERNEJ
Kulowanie powierzchni przedmiotów (shot peening)
Kulowanie jest obróbką strumieniowo-ścierną, w wyniku której następuje umocnienie powierzchni obrabianych przedmiotów i polepszenie ich właściwości wytrzymałościowych, szczególnie wytrzymałości zmęczeniowej. Zwiększenie wytrzymałości zmęczeniowej jest spowodowane przez zmiany zachodzące w warstwie wierzchniej na skutek kulowania, a szczególnie przez zmianę wartości i rozkładu naprężeń własnych.
Rys. 2. Rozłożenie naprężeń ściskających i rozciągających
w wierzchniej warstwie przedmiotu poddanego kulowaniu.
Rys. 3. Wyniki prób wykonanych na płaskich próbkach o trwałości 45 HRC poddanych różnym obróbkom powierzchniowym.
Podane na rysunku symbole określają:
- S1 – grubość warstwy z powstałymi naprężeniami ściskającymi
- S2 – grubość warstwy z powstałymi maksymalnymi naprężeniami ściskającymi
Utworzone metodą kulowania wstępne naprężenia ściskające łagodzą powstające w trakcie eksploatacji szczytowe naprężenia rozciągające, zwiększając w ten sposób trwałość kulowanych elementów. [2]
W urządzeniach TECHNICAL operacji kulowania poddawane są między innymi następujące elementy: walce linii walcowniczych, koła zębate, sprężyny śrubowe. Do obróbki walców i dużych kół zębatych opracowaliśmy i wdrożyliśmy do stosowania kulownicę OWK-0,5x0,2 przedstawioną na rysunku 4.
Rys. 4. Kulownica wirnikowa do walców i kół zębatych.
W przedstawionej kulownicy obrabiane przedmioty mocowane są do napędzanego wału o osi poziomej. Odpowiednio usytuowana turbina rzutowa wyrzuca strugi śrutu kulistego staliwnego na obrabiane powierzchnie. Intensywność kulowania mierzona jest przy pomocy płytek Almena. Mierzona jest strzałka ugięcia, która w tym przypadku powinna wynosić, w zależności od grubości zęba i wytrzymałości materiału na rozciąganie, 0,3-0,4 mm. Jako medium stosowany jest śrut staliwny kulisty o twardości około 60 HRC. Efektywny czas kulowania wynosi od 12 min do 18 min. Badania przeprowadzone na walcach hutniczych wykazały, że w wyniku kulowania trwałość walców wzrosła o ok. 90 % w zależności od temperatury pracy. W urządzeniach TECHNICAL operacji kulowania poddawane są sprężyny śrubowe o bardzo zróżnicowanych wielkościach i charakterystykach. Kulowane są małe sprężyny zaworowe silników oraz duże sprężyny wagonów towarowych i osobowych.
