pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Применительно к сопряжениям станков мож- Обозначения: а — сталь 45, НКС, 38 — 43; б — сталь 20Х (цементирована или нитроцементирована*), НКС, 60 — 62; в — сталь ШХ15, НКС, 60 — 62; г — сталь 38ХМ1ОА (азотирована), НКС, 60; д — чугун СЧ20; е — БрОФ10-1; ж — БрАЖ9 — 4; А — солидол ГОСТ 4366 — 76; Б — солидол и 10 % меди;  — ЦИАТИМ-201 ГОСТ 6267 — 74.
9.11. Классы изиосостойкости материалов по скорости их изнашивания Пример Класс 'у, мкм/ч -- '5.10 ~ ::10 ' Шпиндельные подшипники скольжения, гидро- распределители Зубчатые передачи, кулачковые механизмы, ходовые винты и гайки качения Направляющие станков, ходовые винты скольже- ния О ~2. 10 ~~4 10 — 4 10 — 4 10 — з «32 10 — з ~6,4.10 з <1,25 10 ' ~1,25 10 ~ Фрикционные муфты Режущий инструмент. В станках не допускается т являются средними и соответствуют размерностям о(м.с ') и р(даН.см ~).
Рассчитанная по формуле (9.9) скорость изнашивания должна удовлетворять требованиям надежности. При прогнозировании надежности и при предварительных расчетах износостойкости сопряжений целесообразно назначить класс износостойкости с последующим уточнением допустимых значений у. Классы износостойкости по скорости изнашивания и примеры сопряжений станков приведены в табл. 9.11. Знание закономерностей изнашивания является предпосылкой для расчета на износ сопряжений и механизмов станков на стадии проектирования и последующей оценки их надежности. 9.3.
Расчеты на износ сопряжений станков Основной характеристикой изнашивания детали является линейный износ 1/, который измеряется в направлении, перпендикулярном к поверхности трения. Вследствие ряда причин (различные значения давлений и скоростей относительного скольжения на поверхности трения, неодинаковое попадание абразивов и т.
д.) изнашивание детали может быть неравномерным. Для полной характеристики износа детали необходимо знать его распределение по поверхности трения У (х, у), т. е. форму изношенной поверхности (х и у — координаты поверхности трения). В результате изнашивания сопряженных деталей происходит изменение их относительного положения, которое называют износом сопряжения У~ ~. Величину У~ ~ измеряют геометрическими параметрами (одним или несколь- кими), определяющими изменение относительного положения сопряженных деталей пары трения, происшедшее в результате износа их поверхностей 18). Износ сопряжения является характеристикой, которая непосредственно связана с потерей работоспособности станком или механизмом.
При решении задач, связанных с определением износа деталей,- необходимо учитывать, что конструктивная схема сопряжения оказывает существенное влияние на распределение износа по поверхности трения и на характер взаимодействия изношенных поверхносгей. Во многих случаях влияние конструктивных факторов на форму изношенной поверхности проявляется в большей степени, чем влияние закономерностей изнашивания материалов. При проектировании станков конструктор должен располагать методами расчета на износ различных сопряжений, чтобы обосновать выбор той или иной конструкции.
В табл. 9.12 приведена классификация сопряжений по условиям их изнашивания. В зависимости от характера возможного сближения деталей при износе их поверхностей все сопряжения подразделяются на два типа. У сопряжений типа 1 имеются дополнительные неизнашивающиеся или малоизнашивающиеся направляющие, которые обеспечивают сближение деталей при износе только в заданном направлении Х вЂ” Х.
В сопряжениях типа 11 происходит самоустановка изношенных деталей, и их взаимное положение зависит от формы изношенной поверхности. 'В таких сопряжениях износ обычно более сильно сказывается на функциональных свойствах пары. Кроме того, в классификации все сопряжения разделены на четыре группы в зависимости от постоянства условий трения и изнашивания для точек сопряженных поверхностей, расположенных на одной траектории. У сопряжений первой группы точки, расположенные на одной траектории, имеют одинаковые условия изнашивания для каждого из тел. Поэтому их износ будет одинаков, и для определения формы изношенной поверхности достаточно рассмотреть осевое сечение. Ко второй группе относятся сопряжения, у которых сохраняются постоянными условия изнашивания для всех точек, лежащих на данной траектории, для одного тела.
Поэтому только одна поверхность имеет условия для равномерного изнашивания в данном сечении. У сопряжений третьей и четвертой групп условия изнашивания не сохраняются постоянными для всех точек обоих тел, и здесь имеются большие возможности для возникновения неравномерного изнашивания поверхностей. К третьей группе отнесены сопряжения с низшими парами, к четвертой — с высшими. РЛХ.
Кпассификацая сопряжений по усладияи их изнаши0ания Методы расчета на износ сопряжений различных типов позволяют определить форму изношенной поверхности и износ сопряжений в зависимости от применяемых материалов, условий изнашивания и режимов работы узла трения 181 . Методика расчета зависит от принадлежности сопряжений к данному типу и группе согласно классификации. В табл.
9.13 приведены расчетные схемы и формулы для определения параметров изношенного сопряжения деталей 1 и 2: скорости изнашивания сопряжения у~ ~= О~ 2/1 в направлении действия силы, эпюры давлений р на поверхности трения и износа У~ и 02 сопряженных поверхностей при линейных законах изнашивания 1в формуле (9.9) т = 1~. Конические и дисковые (при а=О) поверхности (схема а) используют в направляющих кругового движения, подпятниках скольжения, фрикционных муфтах и тормозах.
Шаровые поверхности (схема б) применяют для шарниров и звеньев различных механизмов. Эти сопряжения относятся к первой группе классификации (см. табл, 9.12); цилиндрические поверхности (схема 8) относятся ко второй группе сопряжений, и их используют в тормозных устройствах, подшипниках скольжения и опорах шпиндельных блоков (при ао — — 90 ). Формулы показывают, что износ сопряжения зависит от износостойкости материалов пары (й1 и й~), режимов работы сопряжения (Р, а), его размеров и конструктивных особенностей. Зпюра давлений р является функцией законов изнашивания. Давления распределены по поверхности трения неравномерно. Наибольшее влияние износа на потерю работоспособности оказывают сопряжения, для которых характерно неравномерное распределение износа по поверхности трения.
К ним относятся сопряжения третьей-четвертой групп, среди которых для станков главную роль играют направляющие скольжения. На рис. 9.4 приведена расчетная схема для определения износа направляющих скольжения по длине (форма изношенной поверхности) при условии, что износ материалов определяют по зависимости (9.9) при и= 1, уравнение Рис. 9.4. Расчетная схема для определения износа направляющих скольжения Расчетные формулы для определения параметров Расчетная схема Скорость изнашивания сопряжения и давление Износ поверхностей трения (И)+ ЦРп ~)1 — 2 (Р— г)сов а* Рп У)=й! Й вЂ” г Р 1 Р Рп У2 = Й2 Я вЂ” г 2л(Й вЂ” г)соз а у ' при а=О у=р — дисковые по- верхности Й! сова У =~~ й)+12 ' 4(й)+ И2)Рп Й(з1п2а2+ 2а2 — яп2а ! + 2а! ) Р= 2Р1д а Й2 сов а (~2= Д! — 2 ~ + ~ ай~(яп2а2+ 2а2 — яп2я ! — 2а ! ) 2лй2Рп 7! — 2— 1о (0,5яп2ао+ао+а) ' ~! — 7! — 2 ~Из 02=7! — 2 (соз а — а)г, 7! — 2 соз а — 7! Р— Й2и где 1о — ширина цилиндра й! яп ао где а= )~)ао+ уй2 (9.11) Ц1) = й)кф); для станины 9.13.
Параметры изношенных сопряжений эпюры давлений р = ф) известно, а ползун (суппорт) совершает по направляющим перемещения различной длины, которые характеризуются законом распределения ср(х). При расчете приняты следующие обозначения (рис. 9.4): У(х) — искомая величина линейного износа направляющих станины на длине х при 0(~х~(Е+1о); 0® — искомая величина линейного износа направляющих стола (суппорта) по длине 1 при 0~ 1(1о; Š— максимальный ход стола; Йо — длина направляющих стола; Р=® — уравнение эпюры давлений; у=!р(х) — кривая распределения общего пути трения (кривая условно отнесена к левой точке стола); я — путь трения, который проходит каждая точка направляющих стола за рассматриваемый промежуток времени; Й вЂ” коэффициент износа (Й! —.
стола; Й вЂ” станины). Форма изношенной поверхности направляющих определяется в этом случае по формулам 181: для стола (/!х) = й,х~ ~р!х — О!!Ож. (9.12) Формула (9.12) является общей для различных случаев. При этом пределы интегрирования определяются в зависимости от того, какой участок эпюры давлений воздействует на данную точку станины с координатой х 9.14. Пределы интегрирования при расчете направляющих по формуле (9.12) (табл.
9.14) . Расчетные формулы для определения Цх) направляющих скольжения приведены во втором томе справочника, гл. 4. В формуле (9.12) учтено влияние основных факторов на форму изношенной поверхности направляющих: Й отражает износостойкость материалов и условия изнашивания, з — интенсивность работы станка во времени, так как з=о1; р=~(1) отражает конструкцию суппорта (стола), расположение сил (характер эпюры давлений) и величину действующих сил; ср(х) характеризует технологические процессы (размеры обрабатываемых деталей), осуществляемые на станке. Поэтому в каждом конкретном случае можно указать наиболее эффективные пути для уменьшения износа и получения более равномерной формы изношенной поверхности, которая непосредственно связана с точностью работы станка, виброустойчивостью конструкции и возможностью компенсации износа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
