• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Граничнодопустимі зноси спряжень та деталей

Явища та процеси при терті та зношуванні деталей машин

Стрибкоподібний рух при терті – це явище чергування відносного ковзання та відносного спокою або чергування збільшення та зменшення відносної швидкості ковзання, яка виникає самостійно при терті руху, наприклад, рух, який виникає внаслідок автоколивань при зниженні коефіціцєнта тертя із збільшенням швидкості ковзання.

Схоплення при терті – явище місцевого з’єднання двох твердих тіл при терті, яке виникає внаслідок дії молекулярних сил.

Перенос матеріалу – явище, при якому матеріал одного твердого тіла з’єднується з другим та відривається від першого і залишається на поверхні другого.

Заїдання – процес виникнення та розвитку порушень поверхонь тертя внаслідок схоплень та переносу матеріалів. Заїдання може закінчитись завершенням відносного переміщення.

Задир – пошкодження поверхонь тертя у вигляді широких та глибоких борозд у напрямку ковзання.

Царапання – утворення заглиблень на поверхні тертя в напрямку ковзання при взаємодії виступів твердого тіла або твердих частинок.

Відшарування – відділення з поверхонь тертя матеріалу у формі чешуйок, що призводить до утворення ямок на поверхні тертя.

Припрацювання – зміна геометрії поверхонь тертя та фізико-хімічних показників поверхневих шарів матеріалу в початковий період тертя, які проявляються при постійних зовнішніх умовах у зменшенні сили тертя, температури та інтенсивності зносу.

Після визначеного періоду експлуатації знос деталі в спряженні досягає граничного значення. На рисунку 3 показана схема зміни зазору залежно від часу роботи спряження.

Збільшення строку служби може бути досягнуто:

а) зменшенням початкового зазору δ_п;

Рисунок 3 – Схема зміни зазару в часі:

1, 2 – криві зносу поверхонь деталей (підшипник); σ_п – початковий зазор у спряженні (визначається конструктором); δ_пр – зазор періоду припрацювання; σ_д – допустимий зазор у продовженні міжремонтного періоду; σ_гр – граничний зазор

б) зменшенням швидкості зносу в І та ІІ періодах, тобто шляхом підвищення зносостойкості спряжених деталей.

Головним при визначенні тривалості роботи спряжень є визначення граничного стану деталі, тобто δ_тр.

Визначення граничного стану геометричної форми деталей виконується двома методами:

- аналітичними;

- дослідно- статистичним.

Аналітичний метод визначення граничного зазору для спряження вал – підшипник ковзання, розроблений проф. В.І. Казанцевим, полягає у наступному.

У нормальних умовах роботи спряження вал – підшипник ковзання поверхні тертя повинні бути розділені шаром мастила.

У процесі обертання вала 1 в підшипнику 2 мастильна рідина зчепляються з поверхнею цапфи, а вал тягне за собою рідину в клиноподібний зазор α, як показано на рисунку 4. По мірі зростання частоти обертання під дією мастильної рідини вал трохи піднімається і одночасно переміщується в напрямку обертання.

На основі гідродипамічної теорії тертя професором Н.П. Петровим запропонована формула для визначення товщини шару масла в найбільштвузькому місті клину:

,

де h_min – мінімальна товщина шару масла, м; η – в’язкість масла, ; n – частота обертання вала, с^-1; d – діаметр вала, м; с – коефіцієнт відносної довжини підшипника;

,

де l – довжина підшипника, м; d – його діаметр, м (внутрішній підшипник); δ – зазор (різниця діаметрів підшипника та вала 2R₁-2R₂, м); ρ – питоме навантаження вала, Па.

Згідно з дослідженням професора І. Казарцева для визначення оптимального зазора спряження вал – підшипник треба розглянути схему зміщення осей вала та підшипника, яка наведена на рисунку 4.

К

Рисунок 4 – Схема розрахунку мінімальної товщини масляного шару

Сила тертя залежить від зміщення осей вала і підшипника, яка характеризується відносним ексцентриситетом:

,

де - відносний ексцентриситет; е – ексцентриситет; δ = 2R_п-2R_в – зазор спряження.

По схемі:

.

Підставивши значення е, одержимо:

.

Найменше значення (по Гюмбелю) тертя в шару масла стає при λ = 0,5.

Тоді h_min= δ/4 і він визначає оптимальний зазор у спряженні: δ_опт= 4h_min.

Таким чином, .

Звідки .

Мінімальне значення зазора в спряженні буває тоді, коли мікронерівності вала і підшипника контактують, як показано на рисунку 5.

Рисунок 5 – Схема контактуання мікронерівностей

При цьому δ_min = Н_В+Н_П = Н,

де Н_В і Н_П – відповідно висота мікронерівностей вала і підшипника (а також і абразивних частинок).

Враховуючи вищесказане, максимальний зазор у спряженні можна визначити з рівняння: .

Аналіз роботи більшості пар спряжень показує, що δ_max = (2,5…5,0) δ_опт.

У процесі експлуатації здійснюється викривлення геометричної форми нерухомої деталі, що призводить до порушення умов рідинного тертя. Встановлено,що знос нерухомої деталі в спряженні має бути не більше 0,2 від початкового зазора, інакше почнеться форсований знос. Тобто, .

Цю залежність треба використовувати при відновленні валів для визначення некруглості шийок.

Визначення граничного викривлення деталі дослідно-статистичним методом. Метод є основним для складання карт дефектації. Метод заснований на застосуванні комплексу випробувань: лабораторні, стендові, полігонні, експлуатаційні. Випробування найбільш відповідальних з’эднань виконуються з періодичним вимірюванням, визначається знос у процесі випробування, а також параметри та технічні характеристики машин. Встановлюються кореляційні зв’язки між граничним станом машини та величиною зносу. Кількість випробувань повинна бути визначеною.

До складу швидкозношувальлних машин відносяться деталі, термін служби яких не більше трьох років. Наприклад, коли в зубчастих передачах товщина зуба змінюється на 30 %, машина працювати не може. Отже, знос зуба до 30 % є вибракувальною ознакою для тихохідних машин, для швидкохідних машин – до 10 %. Шарикові та роликові підшипники бракуються за осьовим та радіальним люфтами.

Читайте також:

1. Аналіз службового призначення деталей та конструктивних елементів обладнання харчових виробництві, визначення технічних вимог і норм точності при їх виготовленні
2. Балансування деталей
3. Виготовлення деталей із склопластика
4. Види зношування деталей
5. Види способів відновлення деталей
6. Вимірювання розмірів деталей та шорсткуватості поверхні
7. Встановлення консульських зносин
8. Державні органи зовнішніх зносин.
9. Загальна класифікація деталей машин
10. Знос головних деталей сільськогосподарських машин
11. З’єднання деталей гарантованим натягом

Переглядів: 1254