Неподвижные посадки

Качество неподвижных посадок. Прочность деталей. Сопротивление коррозии.

Трение и износ

Изнашивание деталей происходит под дей­ствием трения. Характер трения оказывает большое влияние на пропорциональную величину износа.

Различают три рода трения: качения, смешанное и скольжения

С трением качения мы сталкиваемся, наблюдая за работой шариковых и роликовых подшипников или следя за качением колеса. В этом случае одна поверхность перекатывается по другой. Смешанное возникает тогда, когда к перекатыванию добавляется взаимное проскальзывание или пробуксовывание трущихся поверхностей. Характерный пример смешанного - работа зубчатых передач. Соприкасающиеся поверхности зубьев одновременно и перекатываются и скользят.

Третий род трение скольжения - значительно преобладает над первыми двумя и является основной причиной износа деталей машин. В условиях трения скольжения работает большинство подвижных сочленений и рабочих органов машин. Ему подвержены и неподвижные посадки, сопряженные части которых стремятся провернуться под действием нагрузки.

Трение скольжения имеет несколько разновидностей:

жидкостное трение, при котором трущиеся поверхности не соприкасаются одна с другой, а разделены слоем смазки, воспринимающим действующую в сопряжении нагрузку;

сухое трение, при котором смазка между сопряженными деталями отсутствует и нагрузка передается через точки контакта на поверхности той и другой детали;

трение при несовершенной смазке (полусухое, полужидкостное, граничное), занимающее промежуточное положение между жидкостным и сухим.

Наиболее интенсивно изнашиваются детали, работающие в условиях сухого трения. Если сухое трение заменить жидкостным, то износ деталей можно уменьшить в несколько раз. Поэтому всюду, где только возможно, трущиеся поверхности смазывают. Существует специальная гидродинамическая теория смазки, которая позволяет определить необходимую толщину масляного слоя в зависимости от условий работы сопряжения. По этой теории рассчитывают все подшипники скольжения.

Процесс изнашивания любого подвижного сочленения сопровождается истиранием, смятием, выцарапыванием поверхностного слоя деталей. Истирание состоит в том, что поверхностные частицы отрываются от основного материала и уносятся со смазкой или остаются между сопряженными деталями, усиливая их изнашивание.

Качество неподвижных посадок контролируют по величине усилия запрессовки.

Разберем подробней характер и применяемость отдельных посадок. Группа неподвижных посадок. Посадки этой группы назначаются для сопряжения деталей, не имеющих в процессе работы взаимного перемещения, а именно в том случае, когда сопряженные детали должны составлять единое целое без применения дополнительных крепежных деталей (шпонок, штифтов, выступов, шпилек и т. п.).

Эти посадки, как правило, применяются для деталей, не подвергающихся частым разборкам. Соединения деталей с посадками этой группы, благодаря трению, возникающему между ними после сборки, способны сопротивляться крутящим моментам, стремящимся сместить одну деталь в отношении другой, или осевым усилиям, сдвигающим сопряженные детали вдоль их оси. Чем больше натяг, возникающий после сборки, тем больше сопротивляемость соединения силам, стремящимся переместить сопряженные детали относительно друг друга.

Неподвижные посадки, предусматриваемые для соединения деталей, работающих в условиях значительных динамических нагрузок, имеют наибольшие величины натягов, причем детали, входящие в сопряжение, должны обладать соответствующей прочностью (особенно деталь охватывающая), способной противостоять дополнительным условиям, вызываемым напряжением, появляющимся в соединении после сборки с натягом. К числу посадок, обеспечивающих наибольшие натяги, относятся посадки Гр, ПР23, ПР33 и Пр4.

Соединение деталей, выполненных с допусками, соответствующими указанным посадкам, как правило, производится при нагревании охватывающей детали - отверстия с целью увеличения размера его диаметра или охлаждения (с помощью жидкого воздуха или твердой углекислоты) охватываемой детали - вала с целью уменьшения размеров его диаметра в момент сборки.

Прочность является главным критерием работоспособности большинства деталей машин. Детали могут разрушаться вследствие потери статической прочности или в результате потери сопротивления усталости. Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение внешней нагрузки превышает несущую способность конструкции. Потеря сопротивления усталости происходит из-за длительного действия переменных нагрузок, превышающих предел выносливости материала деталей (циклическая прочность). Разделение нагрузок на статические (т.е. постоянные) и циклические (периодически меняющиеся) связано с тем, что материалы различно сопротивляются этим видам нагрузки. Конструктор нового оборудования должен в полной мере учитывать особенности расчета по каждому виду нагрузки.

Сопротивление коррозии

Следует отметить, что в отдельных случаях фосфор желателен, так, например, он облегчает обрабатываемость стали режущим инструментом , а в присутствии меди повышает сопротивление коррозии.

Азотирование применяют для повышения 1) твердости и износоустойчивости 2) усталостной прочности  3) сопротивления коррозии.

По сравнению с цементированным, цианированный слой обладает более высоким сопротивлением износу , большей твердостью, лучшим сопротивлением коррозии. Цианирование повышает также усталостную прочность.

Для подшипников, работающих в химически агрессивных средах, наибольшее применение получила сталь Х18 (0,9—1,0% С, 17—19% Сг, остальное марганец, кремний, сера, фосфор и т. д, в обычных пределах). Высокое содержание хрома необходимо для придания стали высокого сопротивления коррозии. Сталь обладает высокой коррозионной стойкостью в пресной и морской воде, в растворах азотной и уксусной кислот, в различных органических средах , но имеет плохую стойкость в смеси азотной и серной кислот.

Молибден и медь вводят в нержавеющие стали для повышения сопротивления коррозии в кислотах, поэтому стали типа Сг— Ni—Мо и Сг—Ni—Си— Мо будут рассмотрены в параграфе о кислотостойких сталях.

Дата добавления: 2015-04-30