Иванов А.С. - Конструируем машины Часть 1 (1053457), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Интенсивность изнашивания растет пропорционально количеству поступающего в зону трения абразива 4. Поэтому если известно д, то как при смазке, так и без нее / = су/Н~. (8. 5) Формула отличается от (8.4) тем, что принято и = 1, а вместо /" вводится д. Относительная изиосостойкосп е — это время (минуты), в течение которого объемный' износ образца составит 1 ммз. М.М.
Хрущев экспериментально оценил относительную износостойкосп. технически чистых металлов и отожженных сталей (рис. 8.2, а), а также термообработанных сталей (рис. 8.2, б) при трении образцов из этих металлов по жеспсо закрепленной абразивной шкурке. По оси абсцисс на графиках обоих рисунков отложена твердость по Виккерсу, а по оси ординат— е/00, где е — износостойкость образца; 00 — износостойкость 256 эталона. За эталон принят образец, изготовленный из свинцово-оловянисторо сплава. е7ео ас Е/Ео 40 Зо Зо 10 нзг 0 100 зю зсо 0 гсо 500 а б Рис. 8.2. Зависимость интенсивности изнашивания от твердости материалов: а — в их есгестааииом оостаяиии; б — попяергнугых термической или химико-термической обработке Данные об относительной износостойкости е, мин/мм, различных материалов, полученные при трении об абразив на машине трения по подобной методике, приведены в приложении П.8.3. Эти данные можно рекомендовать для пересчета интенсивности изнашивания,.
полученной в эксплуатационных условиях для одного материала, на другой материал, используемый в проектируемой машине. Износ зависит от количества абразива, попадающего в зону трения, но для одинаковых узлов трения с разными парами трения относительное влияние этого параметра будет одинаковым. Пример 8.3. Подвижное сопряжение зубчатого колеса с осью (зубчатое колесо имеет размеры и нагрузку, как в примере 8.2), изготовленное из капрона, достигает предельного износа за гкап ао 10000 ч. Требуется оценить время г, за 'которое зубчатое колесо достигнет предельного износа, если колесо изготовить из стали 35 с последующей закалкой и низким отпуском.
17 Зок. 57 257 Согласно приложению П.8.3 относительные износостой- кости капрона в, „= 10 мин/мм и стали 35 в = 50 мин/ммз. ' '3 Поэтому = гкап г /екал = 10000 50/10 = 50000 ч . й! Расчеты износа по формуле (8.2) носят ориентировочный характер в связи с большим количеством параметров, влияющих на износостойкость. Поэтому в ряде случаев (передача винт — гайка сколыкения, подшипник сухого трения, шлицевое соединение) расчет за износостойкость заменяют сопоставлением давлений в зоне контакта с допускаемыми, взятыми для аналогичных конструкций при условии отсутствия существенного износа за срок службы сопряжения.
Обычно при медленных перемещениях (передача винт— гайка скольжения) принимают для следующих пар трения допускаемые давления [р), МПа: Закаленная сталь — бронза Нсиакалснпая стиль — бронза Нсиакаленная сталь — чугун !2 9 5 Для антифрикционных материалов в паре со сталью принимают режимы работы, указанные в приложении П.8.4.
8.1.4. Методы вовмивеввя взвосостойхостя Наиболее универсальным и экономичным способом повышения износостойкости является обеспечение жидкостного трения, которое осуществимо в следующих условиях: 1) при клиновой форме зазора между поверхностями, расширяющегося в сторону движения; 2) при подводе достаточного количества смазки надлежащей вязкости; 3) при достаточной скорости скольжения. В гидродинамическом подшипнике скольжения (рис. 8.3) клиновая форма зазора создается благодаря эксцентриситету е смешения оси вала относительно оси отверстия подшипника.
Клиновая форма зазора создает подъемную силу подобно подьемной силе крыла самолета. Жидкостное трение в подшипнике будет обеспечено, если минимальный зазор Ь;„окажется не меньшим, чем разносз!ь и5/2 — е, где Л вЂ” диаметральный зазор между отверстием подшипника и валом. Рис. 8.3. Обеспечение жидкостного трения с помощью клиновой формы зазора: а — вал нсполвкксв; б — вал вращается Отмечается повышенный интерес к использованию воды в качестве смазки. Вязкость воды низкая, а теплоемкость в 2 — 2,5 раза больше, чем масла. Поэтому теплоты в зоне образуется меньше, а отвод теплоты происходит быстрее.
Существенный недостаток воды — опасность коррозии металла. В связи с этим одну из поверхностей трения обычно изготавливают из нержавеющей стали, а вторую — либо из пористой бронзы, пропитанной фгоропластом-4, либо из материалов с графитовой основой, либо из резины. При жидкостном трении шероховатость поверхностей следует, по-возможности, снижать. Если жидкостное трение невозможно (например, при малых скоростях скольжения), то выгодна пористость или некоторая шероховатость поверхносги. Иногда на одной из трущихся поверхностей специально накатывают углубления. Поверхности оптимальной шероховатости' удерживают большее количество смазки, уменьшают опасность образования горячих зон и снижают вредное действие продуктов износа.
Следует избегать открытых пар трения. Так, с введением лабиринтных уплотнений увеличился срок службы подшипников в роликах конвейеров в 3-4 раза. Повышение износостойкости трущихся пар при попадании абразива может быть обеспечено местной податливостью материала одной из трущихся деталей.
Так, в условиях смазки водой успешно применяют резиновые вкладыши с канавками. Абразивные частицы вминаются в резину, перекатываются по ней, не производя интенсивных разрушений, и выносятся через 259 258 17' канавку Аналогичный эффект получают при сульфидировании поверхности. Поверхностный слой при наличии серы получается мягче, чем сердцевина. Трупшеся поверхности фрикционных узлов выгодно делать прерывистыми: одну из поверхностей выполнять с поперечными канавками, что улучшит охлаждение, обеспечит удаление продуктов износа, локализирует задиры. Необходимо обеспечивать возможно более равномерное распределение давления по поверхности трения,' для чего целесообразно' применять самоустанавливаюшиеся конструкции.
Для механизмов, работающих с неизбежным износом, предусматривают компенсацию или самокомпенсацию износа силой тяжести в К-образных и треугольных направляющих станков, пружиной в манжетном или торцевом уплотнениях и т.д. Масса совершенно изношенного автомобиля на 1-2 кг меньше нового в связи с тем, что допустимый износ детали составляет обычно доли процента ее размера. Износостойкость деталей растет с увеличением твердости их поверхностных слоев.
Поэтому эффективны поверхностные упрочнения, наплавки и покрытия. Закалка повышает износостойкость при абразивном изнашивании практически в 2 раза, а сопротивление схватыванию многократно. Износостойкость выше у материалов с повышенной химической стойкостью и отсутствием химического сродства между собой. Износостойкость после хромнровання в 2...10 раз выше, чем после улучшения; после азотнрованин— в 2...3 раза выше, чем после цементации, и в очень много раз выше, чем после улучшения. Борирование обеспечивает наивысшую твердость (1500— 1800 по Виккерсу, т.е~.
выше твердости кварца). Поэтому оно эффективно при работе пары трения в абразивной среде. Сульфиднрование применяют в случаях опасности схватывания материалов. Бимегаллизация позволяет наносить тонкие слои высококачественных антифрикционных сплавов: при этом может быть достигнута экономия цветных металлов до 10 раз, так как повышается прочность антифрикционных слоев за счет подслоя. Поверхностный нвнлеп для повышения износостойкости получают путем обкатки роликом, обдувки дробью или дорнованием.
Антнфрикциоииые полимерные материалы способны существенно повысить износостойкость. В Германии фирма Пампус выпускает композиционный материал на основе ПТФЭ марки МР2, нанесенный на бронзовую сетку. Его изготавливают в виде ленты, которую можно наклеивать эпоксидным клеем на поверхность трения.
У нас в стране близкие к ней характеристики имеет металлофторопластовая лента МФЛ. 8.2. Надежность 8.2.1. Исторнчеснне сведения н термнноаоп~я но надежностн П блема надежности имеет свою историю. Известен указ П а 1 о проверке стрелкового оружия, который, в частно и, ро л ст етр гласит: «Приказываю ружейной канцелярии из Петербурга переехать в Тулу и денно и нощно блюсти исправность ружей.
Пусть дьяки и подъячие смотрят, как олдерман клейма ставит, буде сомнение возьмет, самим проверять и смотром, и стрельбою. А два ружья каждый месяц стрелять, пока не испортятся», Имеется также регламент, данный Петром 1 в 1717 г. мануфактур-коллегии, призванной управлять промышленностью, в котором говорится, что в начале каждого года фабриканты должны поставлять в коллегию образцы своих изделий, чтобы коллепи могла наблюдать за качеством, «понеже похвала всяких мануфактур происходит в доброте деланных вещей». Начало расчетам с учетом количественных показателей надежности было положено Арвидом Пальмгреном — техническим директором фирмы ЯК)г (Швеция). Им в 1924 г. опубликованы первые материалы по результатам ресурсных испытаодшипников качения, проанализировано рассеивание рес рсов и предложен расчет на долговечность, учитывающи это ассеивание.
Расчет в различных вариантах получил повсемест- Р ное распространение, в том числе и в России. д 2б1 тоГ ходг Ресурс росаийсонх оотомооилой 262 263 наука надежности Развивалась главным образом в применении к радиоэлектронным системам и только в последнее время снова обратилась к машиностроению. Надежность — это свойство изделия сохранять во времени работоспособное состояние, т.е. состояние, при котоРом оно способно нормально выполнять свои функции (с параметрами, установленными в технической документации) в заданных Р:— жимах и условиях применения, технического обслуживаншк ремонтов, хранения и транспортирования.
Событие, заключающееся в полной или частичной утрате Работоспособного состояния, называют отказом. Надежность изделий обусловливается их безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью. Безотказность — свойство изделия непрерывно сохранять работоспособное;ь в течение заданного времени. Долговечность — свойство изделия длительно сохранять работоспособность до предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
