Методика подбора материалов пар трения

Триботехника к настоящему времени накопила большой опыт, позволяющий сформулировать общие принципы и методику подбора материалов для пар трения. На рисунке 6.1 представлена алгоритм выбора материала для трущихся деталей.

Рассмотрим подробнее отдельные этапы этой методики.

Анализ условий эксплуатации. На этом этапе необходимо провести анализ условий нагружения, геометрии узла трения, эксплуатационных требований, а также экономических и технологических требований.

При анализе условий нагружения и характеристики окружающей среды определяют: нагрузки и места их приложения; частоты вращения (скорости скольжения); режим нагружения (статический, динамический и т. д.); ускорения; атмосферные условия (влажность и т. д.); температуры; вид рабочей среды и ее концентрация; электрические воздействия; возможность попадания инородных частиц (абразив и т.д.).

Предварительный выбор материалов. Вначале выбирают группу материалов (черные металлы, баббиты, бронзы, полимеры и т.д.), наиболее подходящую для изготовления деталей узла трения. Затем с учетом справочных данных производят предварительный отбор материала для каждой из деталей узла трения.

Расчетно-конструктивная оценка работоспособности узла трения. Прежде всего, определяют оптимальные габариты узла трения и его конструкцию. Важным элементом геометрического расчета является установление зазоров в сопряжениях. Следует помнить, что повышенные требования к точности связаны с опасностью заклинивания при нагреве. Далее определяют нагрузочную способность детали (рассчитывают на прочность и деформацию), а затем оценивают фрикционные характеристики сопряжения (рассчитывают коэффициенты трения, определяют тепловую напряженность). И в последнюю очередь производят проверку узла трения на долговечность (рассчитывают интенсивность изнашивания). По результатам расчетов ведется конструктивная корректировка и доработка узла трения.

Окончательный выбор материала. Отобранные в результате предварительных оценок и расчетов материалы деталей пары трения необходимо экспериментально исследовать. Вначале проводят лабораторную оценку материалов на образцах, основывающуюся на применении по возможности стандартизированных методик и оборудования, выборе схем взаимодействия образцов и режимов трения, близких к эксплуатационным. Следующий этап – испытание натурных образцов в условиях, наиболее близко имитирующих эксплуатационные. На основании испытаний натурных образцов решается вопрос о проведении опытно- промышленной проверки. Опытно-промышленная проверка служит основным критерием окончательного выбора материала для деталей узла трения.

Рис. 6.1. Алгоритм выбора материалов пары трения

Контрольные вопросы к разделу 6

1. Из каких материалов изготавливают узлы трения?

2. Назначение фрикционных и антифрикционных материалов? Область применения?

3. От каких факторов зависит выбор материалов?

4. Требования предъявляемые к материалам узлов трения?

5. Приведите примеры сочетания материалов узлов трения? Область применения этих пар?

6. Правила сочетания материалов?

7. В чем заключается анализ условий эксплуатации?

8. На чем основывается предварительный выбор материалов?

9. Что включает в себя расчетно-конструктивная оценка работоспособности узла трения?

10. В чем заключается окончательный выбор материалов?

Дата добавления: 2014-12-26