металло и автоматы (841805), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Отделение частиц может также происходить в результате наклепа поверхностного слоя, который становится хрупким и разрушается. Иногда этот вид изнашивания называют изнашиванием при хрупком разрушении. Следует различать контактную усталость поверхностных слоев, которая возникает при чистом качении и проявляется в развитии местных очагов разрушения (питтинг), и усталостный износ, когда при трении скольжения отделение микрообъемов поверхностей связано с усталостной природой их разрушения. Окислительное изнашивйние происходит при наличии на поверхности трения защитных пленок, образовавшихся в результате взаимодействия материала с кислородом.
Следует иметь в виду, что наличие окисных пленок не исключает возможности их усталостного разрушения, а лишь вносит свою специфику, так как разрушается более хрупкий материал. Для расчета узлов трения на износ и выбора рациональных материалов, конструктивных параметров и условий работы необходимо знать законы изнашивания материалов. Закономерность изменения износа во времени характеризуется тремя периодами — прира- 196 боткой с затухающей интенсивностью износа, нормального износа, когда скорость процесса изнашивания постоянна, и периодом катастрофического износа, который н~ характерен для большинства деталей станка.
Основным является период установившегося износа и при расчетах для большинства случаев можно принять линейную зависимость между временем изнашивания Е и величиной износа (Е, т. е. считать, что в период нормальной эксплуатации станка скорость изнашивания у остается постоянной: у = —. сопа1. и Е (155) циональна скорости относительного скольжения о и давлению йс у= К)еи. (157) Эти законы можно применять при расчете изнашивания многих деталей э( станка: направляющих скольжения. дисков фрикционных муфт, Ходовых,:-',: винтов и гаек, кулисных механизмов;:,', и др.
В общем случае зависимость ско-: рости изнашивания может быть выра-'э) жена степенной функцией от давления ', и скорости относительного скольжения: ': ° Кр ~ 9 (156) ' Давление р и скорость относительного скольжения о — основные факторы, определяющие скорость изнашивания. Зависимость износа от р и о определяется прежде всего видом изнашивания, каждому виду соответствует определенная закономерность. Можно считать, что для абразивного и усталостного изнашивания линейный износ 0 прямо пропорционален удельному давлению р иа поверхности трения и пути трения э', т.
е. (I непосредственно не зависит от скорости относительного скольжения (закон проф. М. М. Хрущов): и=Кр Е=-Крз„ (156):. где К вЂ”, коэффициент, характеризую-, гцнй износостойкость материалов и условия работы данной пары (смазка,: степень изоляции поверхностей от загрязнения и др.). Разделив обе части равенства на .: время работы сопряжении Е, получим, что скорость изнашивания у пропор-''': (Ннмымч .',,Обычно при изнашивании и = 1.
На значение коэффициента износа К влияют характеристиии применяемых материалов пары, условия трения и смазка. Износ материала характеризуется скоростью изнашивания у или ин- тенсивностью изнашивания !. Интен- .сивность изнашивания является без- размерной величиной -- это отноше- ние толщины истертого слоя к пути :трения. Лля оценки износа поверхности ос- новной характеристикой является ли- ;в ейный износ (l — изменение размера ;д етали в направлении, перпендику- ".'лярном к поверхности трения.
В общем ;:,.случае износ распределяется по по- ,: верхности трения неравномерно, поэта- э,иу 0 = г(х; у). где х, у — координаты ;:;: поверхности трения. 6' Износ происходит при трении двух сопряженных поверхностей, и изна- '.ш иваются обе поверхности одновре- ' менно. Это приводит к изменению вза- . имного положения сопряженных по- ,', верхностей Износ сопряжения — показатель "- взаимного сближения сопряженных -; деталей прн их износе.
Износ сопряжения измеряют геометрическими параметрами (одним или несколькими), определяющими изменение относительного положения сопряженных деталей, происшедшее в результате износа их поверхностей. Прн этом большое значение имеют конструктивные и кинема- ' тические особенности данной пары, так как онн определяют характер и направление возможного перемещения (сближения) деталей при износе. Можно указать следующие основные вилы расчета на изнашивание.
1. По удельным нагрузкам (давлению) подсчитывают давления (средние или максимальные), действующие на поверхности трения, н полученные значения сравнивают с допустимыми. Последние берут, как правило, из практики, и их значения соответствуют длительному сохранению работоспособности сопряжения для аналогичных условий работы. Зная давление, рассчитывают направляющие скольжения станкав(см. гл.
! 1), гайки ответственных ходовых винтов, некоторые типы подшипников скольжения и другие сопряжения, давление — один из главных, но не единственный фактор, определяющий скорость изнашивания, поэтому данный расчет позволяет лишь приблизительно судить о размерах сопряжений, что иногда может привести к неправильным выводам о способах повышения износостайкости конструкции. 2.
Расчет по величине износа и форме изношенной поверхности позволяет указать основные пути повышения долговечности сопряжения как при кан. струировании,'так и при эксплуатации. При расчете формы изношенной поверхности определяется величина износа С поверхности сопряженных деталей в каждой точке, величина эпюры давлений р на поверхности трения и изменение их .взаимного положения в результате нзицса, т.
е. износ сопряжения. Этот расчет базируется на закономерностях изнашивания материалов и учитывает конфигурацию сопряжения. $ 2. Расчет на мзнес намрееяя1ен(нх снеяынення От направляющих станков во многом зависит точность обработки. Расчет направляющих скольжения по допустимым давлениям недостаточен для того, чтобы судить о долговечности направляющих. Главную роль в патере станков точности играет износ направляющих по длине, в результате чего искажается траектория движения суппорта или стола.
При расчете направляющих на изнашивание исходят нз следующих предпосылок. 1. Величина износа (l пропорциональна пути трения 5 и давлению р: (-/1 =- К1рз. ) (!59) ГДЕ Уь 01 — ИЗНОС Саатастетасииа направляющих станины и суппорта стола; К вЂ” коэффициент абразивного изнашивания, показывающий величину линейного износа (мк) при действии давления в ! МПа на пути трения в ! км для данной пары материалов при данных условиях изнашивания; К~— коэффициент износа материала станины; К, — коэффициент износа материала суппорта. 197 2. Начальная эпюра давлений при изнашивании сохраняется, т.
е. ее перераспределение в результате износа поверхностей незначительно. 3. Известна кривая распределения ср(х) перемещений ползуна (суппорта) по длине направляющих. Эти перемещения связаны, например, с обработкой на станке различных деталей. Ординаты данной кривой характеризуют ту долю общего пути Трения, которая приходится на данное положение суппорта. Например, если на станке обрабатывают одинаковые детали и суппорт совершает постоянный ход, та на каждый участок направляющих прикодится равная доля общего пути трения и кривая распределения будет представлять прямую, параллельную оси абсцисс. Если на станке обрабатывают резличные детали, то кривая распределения будет отражать перемещения суппорта при обработке этих деталей и, следовательно, характер загрузки станка, Необходимо отметить, что при обработке разнообразных деталей на универсальных станках распределение длин обработки подчиняется законам теории вероятностей для больших чисел.
При определении формы изношенной поверхности направляющих станины и еуппарта (ползуна) примем следующие обозначения (рис. 145): (/(х) — искомая величина линейного износа (1, направля~ощнх станины по длине х: 0<х< (1.+1е), (1(1) — искомая величина линейнага износа (l, направляющих суппорта по длине 1: 0 < 1 < 1; 1. — максимальный ход суппорта; 1Π— длина направляющих суппорта; р =1(1) — уравнение эпюры давлений, р =~((х) — кривая распределения общего пути трения (отнесена к левой точке суппорта), 5 — путь трения, который проходит каждая точка направляющих суппорта за рассматриваемый промежуток времени; Рассмотрим методику определения функций (1(1) и ('(х) исходя из сделанных выше предпосылок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
