Пределы усталости для этих сталей, определенных на лабораторных образцах диаметром 8... 10 мм, равны 1300-400 МПа (ориентировочно можно считать, что для лабораторных образцов при изгибе и симметричном цикле нагружения предел усталости составляет половину предела прочности при растяжении а-д).
В последнее время производственным объединением турбостроения «Ленинградский металлический завод» разработана новая конструкция рабочего колеса, при использовании которой существенно уменьшена вероятность загрязнения рек от протечек масла из рабочего колеса. В рассматриваемой конструкции детали механизма поворота лопастей находятся в воде и, следовательно, должны быть рассчитаны на коррозионно-усталостную прочность. Кроме того, поскольку в рабочем колесе в узлах трения применяются втулки из эпоксидной композиции, для обеспечения их нормальной работы на сопрягаемые детали напрессовываются втулки из нержавеющей стали.
Обеспечение необходимых запасов усталостной прочности такой конструкции оказывается сложной задачей, так как при работе в воде вообще не существует предела усталости [4—6]. При увеличении количества циклов усталостные характеристики материалов непрерывно снижаются и в этом случае можно говорить лишь о некотором условном пределе усталости при определенном количестве циклов, например, равном УУ=107. Из литературы известно, что этот условный предел усталости на базе УУ=107 ч-2-107 циклов для всех перлитных сталей на лабораторных образцах находится на уровне <т^_1=Ю0 ч- 150 МПа, т. е. снижается по сравнению с испытаниями на воздухе или в масле примерно в 3... 3,5 раза.
Кроме того, напрессовка втулок также приводит к снижению усталостных характеристик деталей примерно в 2 раза [7, 8] из-за концентрации напряжений и явлений фреттинг-коррозии у границ втулок.
Таким образом, создание конструкции рабочего колеса с механизмом поворота лопастей, работающим в воде, равнопрочной конструкции рабочего колеса с механизмом поворота лопастей, работающим в масле, требует применения не перлитных, а нержавеющих сталей, причем с большим содержанием хрома и никеля (порядка соответственно 18... 20 и 8... Ю %), что приводит к существенному увеличению стоимости конструкции и усложнению технологии ее изготовления. С другой стороны, этот же эффект может быть достигнут применением специальных технологических мероприятий, повышающих предел выносливости деталей механизма поворота лопастей.
Очевидно, что эти мероприятия должны сводиться, во-первых, к защите наиболее напряженных мест деталей от воздействия воды, т. е. должны быть разработаны надежные способы гидроизоляции этих мест, во-вторых, желательно принять меры для нейтрализации разупрочняющего влияния напрессовки втулок из нержавеющей стали.
В рассматриваемых конструкциях гидроизоляция деталей механизма поворота осуществляется нанесением на их поверхность защитных покрытий.
Из технологических способов повышения долговечности деталей наиболее эффективным средством является создание в поверхностном слое детали остаточных напряжений сжатия [9]. Эти напряжения могут создаваться различными технологическими средствами, например дробеструйной обработкой, обработкой пучком проволоки, накаткой шариками, роликами и т. д.
