дипломный проект (1208656), страница 2
Текст из файла (страница 2)
При всей сложности явления трения ведущим процессом в нём, как правило, оказывается деформированиеи разрушение при сложном напряжённом состоянии частиц материала в зонахконтакта.2.Кинематические и динамические параметры контакта (значения и скорости смещений, характер изменения нагрузки во времени и т.д.) влияют на характер износа деталей.3.Смазка, т.е. действие смазочного материала, в результате которогоуменьшается сила трения и интенсивность изнашивания, оказывает существенное влияние на изнашивание деталей.4.Внешняя среда (температура, влажность и др.) определяет темп и характер протекания физико-химических процессов в месте контакта и, как следствие,влияет на изнашивание деталей.ЛистИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ101.2.1 Влияние внешних механических воздействийОсновные факторы этой группы: 1) вид трения; 2) значение и характер давления (нагрузки) при трении; 3) скорость относительного перемещения трущихся поверхностей.При оценке влияния нагрузки следует иметь ввиду два основных положения:а) нагрузка может существенно влиять на переход одного, более благоприятного вида изнашивания в другой, менее благоприятный, и, наоборот, вследствие чего её количественное влияние на изнашивание может носить скачкообразный характер;б) при одном и том же виде изнашивания количественное влияниенагрузки может существенно различаться в зависимости от условий трения и изнашивания.В науке о трении и изнашивании различают следующие виды изнашивания: механическое, как результат механических воздействий; коррозийно-механическое, как результат механического воздействия, сопровождаемого химическим и (или) электрическим воздействием материала со средой.
Разновидностьюмеханического изнашивания является изнашивание при заедании, как результатсхватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности на другую и воздействия возникших неровностей на сопряжённую поверхность.К коррозионно-механическому изнашиванию относят окислительное изнашивание, при котором преобладает химическая реакция материала с кислородомили окисляющей окружающей средой, и изнашивание при фреттинг - коррозии,возникающее при малых колебательных относительных перемещениях.Характеристики изнашивания. Конечный результат изнашивания, проявляющийся в виде отделения или остаточной деформации материала, называютизносом, а частицы материала, отделившиеся в процессе изнашивания, - продукЛистИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ11тами изнашивания. Количественными характеристиками процессов изнашивания являются, скорость изнашивания – отношение износа ко времени, в течениекоторого он возник, и интенсивность изнашивания – отношение износа к пути,на котором происходило изнашивание, или к объёму выполненной работы. Свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определённых условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания, называют износостойкостью. Это свойство характеризует также относительной износостойкостью – отношением износостойкости испытуемого материала и материала, принятого за эталон, при их изнашивании в одинаковых условиях.Методы определения износа.
Износ оценивают:1) по изменению массы образцов (весовой метод, пригодный для малых образцов);2) по изменению линейных размеров, формы;3) по накоплению продуктов изнашивания в масле, смазки;4) по изменению размеров отпечатков на поверхности трения;5) по изменению эксплутационных свойств (например, по шуму);6) по местному износу.1.3.Причины выхода из строя шлицевых соединенийРассмотрим статистику отказа подбивочного блока машин ВПРС-02, ВПР02 за период 2014-2016 гг.Таблица 1.1 – Статистика выхода из строя подбивочного блока машинВПРС-02, ВПР-02 за период 2014-16ггТип и номер машиныВПРС-02 № 33ВПРС-02 № 49ВПРС-02 № 50ВПРС-02 № 952014 г.КоличеВремяство отпростояказов2015 г.КоличеВремяство отпростояказов13614316292016 г.КоличеВремяство отпростояказов22ЛистИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ12Окончание таблицы 1.1ВПРС-02 № 92ВПР-02 № 32ВПР-02 № 43ВПР-02 № 67ВПР-02 № 91ВПР-02 № 105ВПР-02 № 181ВПР-02 № 203ВПР-1200 №336Всего11242912242036235170471212133849121182391512397052415212231819616215За период 2014-2016 гг.
количество отказов подбивочного блока – 46 изних по причине поломки шлицевого соединения в гидромоторе – 28, чтосоставляет 61 % из этого следует что комплекс мероприятий по восстановлениюшлицевых соединений будет актуальным.Шлицевые соединения вал-ступица представляют собой соединения, образуемые выступами – зубьями на валу, входящими во впадины – шлицы соответствующей формы в ступице. Эти соединения можно представить в как многошпоночные, у которых шпонки выполнены заодно целое с валом.Шлицевые соединения имеют по сравнению со шпоночными следующиепреимущества:a)большую несущую способность при одинаковых габаритах благо-даря значительно большей рабочей поверхности и равномерному распределению давления по высоте зубьев;b)большую усталостную прочность вала;c)детали на валах лучше центрируются и имеют лучшее направлениепри передвижении вдоль вала.Шлицевые соединения применяют в качестве неподвижных для жесткогосоединения ступицы с валом; для соединения с компенсацией небольшой несоосности; для подвижного соединения (с осевым перемещением) без нагрузки ипод нагрузкой.ЛистИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ13Износ шлицев и трещины в деталях соединения – наиболее часто встречающиеся неисправности. При износе и смятии шлицев увеличиваются боковыезазоры между ними, вследствие чего возрастает работа удара, возникают перекосы деталей, вызывающие перегрузку отдельных участков шлицев. Чрезмерный износ и смятие шлицев сопровождаются характерным стуком при изменении частоты вращения механизма.
Шлицевым соединениям присуща высокаяконцентрация нагрузки (напряжений), обусловленная погрешностями изготовления, смещениями осей деталей под нагрузкой, закручиванием деталей. Шлицевые соединения выходят из строя из-за повреждения рабочих поверхностейзубьев: износа, смятия, фреттинг-коррозии, усталостное изнашивание, заеданияи из-за поломок шлицевых валов и зубьев.1.3.1 Поломка зубьевЯвляется наиболее опасным видом разрушения, приводящим к выходу изстроя передачи и часто к повреждению других деталей (валов, подшипников) изза попадания в них выломившихся кусков зубьев.Поломка зубьев может вызываться: большими перегрузками ударного илистатического действия, повторными перегрузками, вызывающими малоцикловую усталость, или многократно повторяющимися нагрузками, вызывающимиусталость материала.Поломки часто бывают связаны:а) с концентрацией нагрузки по длине зубьев из-за погрешности изготовления и сборки или больших упругих деформаций валов.б) с износом зубьев, приводящим к их ослаблению и к росту динамическихнагрузок;Трещины обычно появляются у корня зубьев на стороне растянутых волокон, где действуют наибольшие напряжения, связанные с формой.
Излом происходит преимущественно по сечению у основания зуба.ЛистИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ141.3.2 Усталостное выкрашиваниеВыкрашивание заключается в появлении на рабочих поверхностях небольших углублений, напоминающих оспинки, которые потом растут и превращаются в раковины. Размеры ямок-раковин в зависимости от стадии выкрашивания, материала и других условий бывают весьма малыми, едва различными невооружённым глазом, и значительными, величиной в несколько миллиметров.Выкрашивание носит усталостный характер.
В результате зацеплениязубьев контактные напряжения в каждой точке рабочей поверхности зубьев изменяются по отнулевому циклу, а напряжения в поверхностных слоях – даже познакопеременному, хотя и несимметричному циклу. Усталостные трещиныобычно зарождаются у поверхности, где возникает концентрация напряженийиз-за микронеровностей. При относительно малой толщине упрочнённого слоя,а также при больших контактных напряжениях трещины могут зарождаться вглубине. При увеличении твёрдости поверхности значение глубинных напряжений возрастает.Выкрашивание может быть ограниченным или прогрессирующим.
Ограниченное выкрашивание связано с концентрацией нагрузки по длине зубьев.Опасность представляет только прогрессирующее выкрашивание, распространяющиеся на всю длину или значительную часть длины зубьев.Выкрашивание приводит к повышению давления на ещё невыкрошенныхучастках поверхности, выжиманию смазки в ямки и, наконец, к пластическомуобмятию или заеданию.Для предотвращения выкрашивания зубья рассчитываются на поверхностную выносливость.ЛистИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ151.3.3 Заедание.Широко распространено в узлах трения механизмов изнашивание при заедании или молекулярно-механическое изнашивание, называемое также адгезионным. В его основе лежит микросхватывание металлов – явление местного соединения двух твёрдых тел, происходящее в твёрдом состоянии при трениивследствие действия молекулярных сил. И.В. Крагельский даёт ему следующееобъяснение.
При больших давлениях, развиваемых в зонах фактического (истинного) контакта деталей, происходят значительные местные удлинения поверхности в точках касания, приводящие к разрыву окисной плёнки. В этих местах образуются мостики схватывания, которые в процессе скольжения разрушаются ивозникают вновь. При их разрушении частицы металла вырываются с более мягкой поверхности и удаляются в результате последующего многократного воздействия.1.3.4 Усталостное изнашивание.Наряду с абразивным в узлах трения механизмов широко распространеноусталостное изнашивание. Согласно усталостной (кумулятивной) теории изнашивания, предложенной И.В. Крагельским, этот вид изнашивания характеризуется многоактным нагружением единичных фрикционных связей вплоть до отделения частиц.
Физическая модель изнашивания такова: при скольжении микронеровности (индентора) по контртелу возникает лобовой валик деформируемого материала. Схема напряжённо-деформированного состояния: в зоне впереди лобового валика материал сжат, а за микронеровностью под действием силтрения – растянут.Таким образом, каждый элемент в зоне трения испытывает знакопеременное деформирование.
Многократные его повторения приводят к накоплению повреждений под поверхностью металла, где образуются поры. Под действиемЛистИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗ16напряжений они перерастают в трещины с отделением частиц материала (отслаивание) или образованием ямок на поверхности (выкрашивание). В литературеэтот вид изнашивания часто называют осповидным изнашиванием, контактнойусталостью и питтингом.1.3.5 Фреттинг – износ.Фреттинг – коррозия представляет собой разрушение сопряжённых поверхностей номинально – неподвижных деталей в результате их относительныхвозвратно – поступательных перемещений с очень малой амплитудой и высокойчастотой, при которой происходит периодическое разрушение окисных плёнокбез их последующего удаления из зоны трения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
