Лекц. 2. Влиян. Экспл. Факт. 23.09.20г. (Лекции 1-8), страница 4

Особенно велико влияние способа получения заготовки на ударную вязкость материала. Так,диапазон колебаний величины ударной вязкости стали СтЗ после литья и про24ковки находится в пределах 2-20 кгсМ/см2. Еще значительнее можно изменитьсвойства деталей, применив новые методы получения заготовок и новые материалы типа металлокерамики, пластических масс или композиционных веществ.Дальнейшее повышение долговечности деталей машин при их изготовлении осуществляется путем применения различных методов термической и химико-термической обработки, а также покрытий. Эти виды обработки позволяют значительно повысить прочность и износостойкость деталей. Предел выносливости можно увеличить за счет применения поверхностного наклепа. Эффектупрочнения в этом случае достигается за счет изменения тонкой кристаллической структуры и создания в поверхностных слоях детали сжимающих напряжений, снижения вредного влияния концентраторов напряжений.

В качествемероприятий, повышающих коррозионную стойкость деталей, широко используются методы нанесения гальванических, лакокрасочных, пластмассовых идругих покрытий. В табл. 1. приведены сведения о характере работы и основных видах повреждения широко распространенных деталей машин, а также оматериалах и способах повышения долговечности.Изготовленная машина поступает в эксплуатацию. Ресурс ее в зависимости от условий эк9плуатации существенно изменяется. При неудовлетворительном уходе отмечаются случаи выхода из строя новы? машин в самом начале эксплуатации. По этому эксплуатационные мероприятия являются составнойчастью комплекса мероприятий по увеличению долговечности машин. К ним впервую очередь относятся организационно-технические мероприятия, способствующие реализации установленных графиков планово-предупредительногоремонта, систематический контроль за износом сопряженных деталей.

Большоевлияние на интенсивность износа ответственных деталей машины оказываеткачество ухода за машиной, особенно своевременная смазка трущихся частей,предохранение их от загрязнения. Весьма эффективным методом увеличениясрока службы агрегата или машины является применение наиболее рациональ-25ных режимов эксплуатации, исключающих чрезмерную перегрузку двигателя ирабочих элементов машины.Для предупреждения поломки деталей оборудования в механизмы встраивают предохранительные устройства, представляющие собой детали, устанавливаемые в кинематической цепи, прочность которых ниже прочности остальных деталей.

При перегрузках эти детали ломаются первыми, в результате чегомеханизм выключается. К числу таких деталей относятся предохранительныестаканы, устанавливаемые под нажимными винтами, срезные муфты, срезныешпиндели и др.3. Классификация видов разрушения деталей машин.Наблюдения за износом и повреждениями деталей машин при эксплуатациипозволяют выделить пять основных видов разрушения деталей: 1) деформацияи изломы (хрупкий излом, вязкий излом, усталостный излом, остаточная деформация, контактные усталостные повреждения); 2) механический износ (истирание металлических пар, абразивный износ, питтингование); 3) эрозионнокавитационные повреждения (жидкостная эрозия, кавитация, газовая эрозия); 4)коррозионные повреждения (атмосферная коррозия, коррозия в электролитах,газовая коррозия); 5) коррозионно-механические повреждения (коррозионнаяусталость, коррозионное растрескивание, коррозия при трении).

Характерныевиды разрушения деталей машин приведены в табл. 2.4. Изнашивание деталей машин.Основные термины и определения, принятые при анализе процессов трения иизнашивания, регламентированы ГОСТ 23.002-78 и ГОСТ 23.001-78. Испытания на изнашивание проводят в соответствии с ГОСТ 23.203-78, ГОСТ 23.20478, ГОСТ 23.205-79, ГОСТ 23.209-79, ГОСТ 23.208-79 и др.Процесс изнашивания деталей машин характеризуется тремя периодами iУсловия эксплуатации и способы повышения долговечностинекоторых деталей машин.Таблица 1.Наименование деталейНагрузки, дейст- Материалы, приме- Основные вивующие на де- няемые для изготов- ды повреждеталь в процесселения деталенний при экс26Способы повышения долговечностиэксплуатацииплуатацииБолты ишпилькирезьбовыхсоединенийСтатические напряжения отпредварительСтали марок 10, 15, Усталостныеной затяжки и20, 35, 40, 45, 35Х, изломы, депеременные на40Х, 45Х и др.формацияпряжения от изменяющихся нагрузокПопышениепрочности стали,уменьшениеконцентрациинапряжений, повышение классашероховатостиповерхностирезьбы болта,обкатка резьбыболта роликамиКолеса зубчатых передачСтали марок 35, 40,45, 50, 35Х, 40Х,Изгиб зубьев,45Х, 40ХН, 45ХН.контактное сжа- 38ХГН, ЗОХГТ,тие и сдвиг ра12ХНЗА, 40ХНМА,бочих поверх38Х2МЮА (дляностей зубьев,тяжелонагружентрение и удары ных передач) Платорцов зубьевстмассы (капронпри изменении или текстолит) иличастоты враще- древеснослоистыенияпластики (для малонагружен-ныхпередач)Коррегирование,улучшение, поверх* ностнаязакалка зубьев,цементация, азотирование, нитроцементациярабочих поверхностей зубьевТрение витковчервяка о рабоЧервяки ичую поверхчервячныеность зубьевколеса черчервячного ковячных перелеса, из1ибдачзубьев червячного колесаЗвездочкицепных передачВалы и осиИзлом зуба(усталостныйили из-заnepeipys-ки),выкрашивание, изнашивание, деформация или заедание зубьевЗаедание, изЧервяки - констнашивание рарукционные стали;бочих поверхчервячные колеса ностей, плабронзы марокстическая деБр0Ф10-1, БрОНФ,формация иБрАЖ9-4; серые чуизлом зубьевгуны марок СЧ 15чер вячного32, СЧ 21-40 и др.колесаУдары и трениерабочих поверхностейзвездочек обэлементы цепиКонструкционныестали, серый чугунСЧ 15-32Изнашиваниерабочих поверхностейзубьевИзгиб и кручение, трениеКонструкционныестали марок 40, 45,Усталостныеполомки, из-27Коррегированиезубьев червячного колеса, повышение классашероховатости,закалка или цементация рабочпк поверхностей витков червякаПроектированиезвездочек с вогнутым профилем зубьев, повышение классашероховатости,закалка или цементация зубьевУменьшениевлияния концен-скольжения между цапфой иопорой40Х, 45Х, 38ХГН,40ХН, 45ХН,37ХНЗА и др.нашивание изадиры цапф,заеданиетраторов напряжений (увеличение радиуса галтелей и др.),шлифованиецапф, улучшение,поверхностнаязакалка, поверхностный наклепгалтелейХарактерные виды разрушения деталей машин.

Таблица 2.Вид разрушенияНаименованиедеталейХарактер поврежденияОстаточная деформацияБандажи, крановые колеса, рельсы, напряженные болты, сосуды,подшипники каченияИзменение геометрической формы детали (удлинение, изгиб, вмятиныитд)Вязкий изломСвязи и анкерные болты, несущие элементыферм и других пространственных конструкций, напряженныеболтыРазрушение, сопровождающееся значительнойдеформацией Поверхность излома матовая,имеются скосы, строчечные неровности, волокнистостьСварные соединения,фасонные детали, болты, а также валики иХрупкий изломпальцы, имеющие высокую твердость, чугунные отливкиУсталостныйизломВалы, оси, шатуны,болты, сварные соединения, подвергающиесядлительному действиюзнакопеременных нагрузокПричины разрушенияДлительное действие переменныхконтактных, растягивающих илисжимающих напряжений, повышение температуры металлаЗначительные перегрузки вследствие нарушениянормальных условий эксплуатацииНаличие ударныхнагрузок, дефектыРазрушение при незначи- термической обрательной деформации По- ботки, низкое качеверхность излома имеет ство металла, покристаллическое строевышенное содерние, часто с рубцами, лу- жание фосфора ичеобразно расходящими- водорода, наличиеся из зоны начала разру- концентраторовшениянапряжений (трещин), хладноломкость сталиОбразование трещин илиразрушение Поверхностьизлома имеет зоны постепенного развития, ускоренного развития трещины и зону долома28Пониженная прочность материала,действие знакопеременной нагрузки,циклических температурных напря-жений, наличиеконцентраторовнапряжений (надрезы, неметаллические включения,микротрещины)Истирание металлическихпарПодшипники скольжения, валы, оси, направляющие, крейцкопфы,кулисы, цепные передачи, поршневые кольца, втулки и дрПостепенное изменение Длительное трениегеометрических размеров сопряженных подеталиверхностейУсталостноевыкрашиваниеЗубчатые передачи,подшипники качения,бандажи, крановые колеса, рельсыВозникновение на контактных поверхностяхмелких осповидных выщербинПониженная контактная прочностьматериала, высокиеконтактные напряженияАбразивныйизносДетали гусениц тракторов, формовочныхмашин и пескометов,открытые передачи, зубья ковшей экскаваторов, детали машин,подвергающиеся истираниюПостепенное изменениеразмеров На поверхноститрения наблюдаютсяриски, направление которых соответствует направлению движения абразивных частицВзаимодействиетрущихся поверхностей с абразивными частицамиВероятность безотказной работы P(t).Имеем N0 изделий для испытаний в течение t часов.