Предельный и допустимый износ

Основные характеристики изнашивания

ИЗНАШИВАНИЕ ПАР ТРЕНИЯ

Относительные перемещения контактирующих поверхностей и их механические взаимодействия приводят не только к изменениям состояния и свойств материалов поверхностных слоев, но и к их разрушению.

Обычно разрушение происходит в форме отделения от поверхностей трения мелких частиц материала, что приводит с течением времени к изменению размеров и формы контактирующих деталей. Это явление называют изнашиванием. Изнашивание является сложным многоуровневым процессом.

Как отмечалось ранее, основные понятия, термины и определения в области изнашивания регламентированы ГОСТ 27674-88. В частности, по этому ГОСТу результат изнашивания определен термином износ. Величину износа определяют в единицах длины, объема, массы.

Износ деталей и узлов трения приводит к ухудшению функциональных показателей машины. В результате износа нарушается кинематическая точность механизмов, снижается производительность и коэффициент полезного действия, уменьшается прочность деталей, увеличиваются расходы на ремонт и обслуживание, увеличивается шум и вибрации.

Количественно изнашивание характеризуется скоростью изнашивания

γ = D h/t, (4.1)

где D h - величина износа, или толщина удаленного слоя, м;

t - время, ч.

Широко распространена другая характеристика изнашивания - интенсивность изнашивания:

I= D h/L. (4.2)

где D h - величина износа, м;

L - путь трения, м.

Различают мгновенную (в определенный момент времени) и среднюю скорость изнашивания (за определенный интервал времени).

Еще одной характеристикой изнашивания является износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях. Оценивается величиной обратной скорости или интенсивности изнашивания.

Значение износостойкости находится в пределах 10³…10¹³. Установлено десять классов износостойкости (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Классы износостойкости

Класс	Износостойкость	Класс	Износостойкость
	10^3…10^4		10^8…10^9
	10^4…10^5		10^9…10^10
	10^5…10^6		10^10…10^11
	10^6…10^7		101^11…10^12
	10^7…10^8		10^12…10^13
Износостойкость типовых трибосопряжений
Цилиндро-поршневая группа автомобиля 12…11 класс Дисковый тормоз 10…6 класс Подшипники скольжения 8…5 класс Резцы 8 класс

Поскольку изнашивание в процессе эксплуатации машины неизбежно, очень важно определять степень износа детали и установить необходимость ее ремонта. Известно, что первоначальный износ появляется в период приработки двух деталей. Этот износ незначителен и зависит от зазоров и шероховатости поверхностей. В дальнейшем нарастание износа происходит за длительный период эксплуатации и, наконец, износ достигает величины, когда наступает значительное нарушение сопряжения деталей. Поэтому в технике приняты понятия о допустимом и предельном износе.

Допустимым износом называется износ, при котором изделие сохраняет свою работоспособность.

Предельный износ соответствует предельному состоянию изнашивающейся детали.

Установление предельных износов необходимо для выполнения регулировочных операций и выбраковки деталей в эксплуатации и при ремонте. Для определения предельных износов следует руководствоваться тремя критериями: техническим, функциональным и экономическим.

Согласно техническому критерию предельному значению износа соответствует:

- резкое возрастание интенсивности изнашивания;

- снижение прочности изнашиваемой детали вследствие изменения ее размеров;

- усиление влияния износа рабочего органа или деталей сопряжения на работоспособность других деталей;

- самовыключение механизма при работе.

Технический признак предельного износа можно использовать также для оценки изменения характера неподвижного сопряжения (соединения с натягом, шлицевое и шпоночное соединения) вследствие контактной коррозии, релаксации напряжений и макропластической деформации деталей.

Основанием для функционального критерия служит изменение по мере изнашивания качества функций, выполняемых узлом или машиной. Например, отклонения размеров профиля проката от номинального вследствие износа валков, погрешности формы обработанного на металлорежущем станке изделия, изменение подачи компрессора при заданном давлении на выходе.

Экономические показатели работы машины положены в основу третьего критерия предельного износа. Наименьшие затраты на единицу выработки при сохранении качества в заданных пределах являются экономическим критерием оптимального срока службы, межремонтного периода рабочего органа или узла машины.

Экономический критерий является наиболее общим. Технические и функциональные признаки являются основными в тех случаях, когда можно не считаться с рентабельностью работы машины.

Срок службы детали или узла определяется не только по предельным износам, в соответствии с критериями, но и другими факторами: контактная усталость, коррозия и др.

Срок службы пары или детали определяют по формуле

(4.3)

где U_max –предельный износ, м;

U₀ – начальный износ (приработанный износ), м;

- скорость изнашивания, м/ч.

Для расчета необходимо установить предельный износ и знать скорость изнашивания.

Дата добавления: 2014-12-26