Практическое занятие № 1 Расчет предельных размеров сопрягаемых поверхностей деталей и допустимого износа

Практическое занятие № 1

Расчет предельных размеров сопрягаемых поверхностей деталей и допустимого износа.

1. Любая машина состоит из отдельных деталей, сопряженных друг с другом, поэтому изменение рабочих характеристик машины происходит вследствие изменений в ее сопряжениях. Эти изменения приводят к нарушению посадок, другими словами, к нарушению заданных допустимых зазоров в подвижных соединениях. При определенной величине зазоров дальнейшая эксплуатация сопряжения становится невозможной – наступает предельное состояние.

2. Предельным называют такое техническое состояние машины и ее элементов, при которых их эксплуатация должна быть прекращена вследствие выхода заданных характеристик работоспособности за допустимые пределы, достижения деталями предельной величины износа, возникновения ресурсного отказа, и необходимости проведения ремонта.

3. Износ - результат изнашивания поверхности деталей и пар трения под действием физического и химического полей при внешнем трении тел. Величина износа зависит от большого количества различных факторов и в общем качественном виде выражается следующим уравнением:

∫ = t 0 И P ( M , B , H , C , t ) · dt (1)

где И - износ детали;

М - материал детали, его химическая природа, физико-механические свойства;

В - характер взаимодействия, учитывающий род и вид трения, посадку сопряжения или взаимодействие детали с перерабатывающим продуктом;

Н - нагрузка (статическая или динамическая);

С - среда (химическое поле), в которой протекает процесс изнашивания;

t - время изнашивания;

dt - приращение времени процесса изнашивания.

Зависимость (1) не функциональная, а корреляционная.

Она показывает, какими характеристиками надо варьировать, чтобы управлять процессом изнашивания.

4. Многие исследователи представляют процесс изнашивания в виде классической кривой износа в координатах: наработка - величина износа - (т.е. здесь учитывают влияние одного из многих факторов – величины наработки - см. рисунок 1).

Рисунок 1 – Классическая кривая износа

Участок "ОА" xapaктеризует начальную работу детали (сопряжения) и называется участком приработки. Он отличается малой продолжительностью и большой интенсивностью изнашивания. Нагрузка на этом участке должна быть меньше номинальной, чтобы не возникли задиры в сопряжении. Участок "АБ" на кривой износа характеризует нормальную работу детали (сопряжения).

Здесь износ увеличивается постепенно, достигая в точке "В" предельного значения – Ипp. Однако прямая зависимость между наработкой и износом является условной (ее используют для расчетов ресурса сопряжения). В хозяйственных условиях величина И зависит не только от наработки, но и от изменяющихся во времени эксплуатационных факторов: силового и температурного режимов, количества и длительности пусковых периодов, почвенно-климатических условий, качества эксплуатации технического обслуживания.

Участок за точкой В на кривой износа называют зоной форсированного или аварийного изнашивания, которая наступает после достижения предельной величины износа.

5. Предельным износом Ипр, и зазором Sпр называются такие их значения, при которых наступает предельное состояние детали или сопряжения и исчерпывается их полный ресурс Тп. Предельные износы и зазоры служат ориентирами для выбраковки или определения остаточного ресурса деталей и сопряжения непосредственно в хозяйствах в процессе эксплуатации.

При ремонте предельное состояние оценивают по допустимым значениям при ремонте Идр и Sдр, которые рассчитывают так, чтобы соответствующий этим значениям износа и зазора остаточный ресурс был равен межремонтному ресурсу Тмр, установленному для данного узла или машины. Идр и Sдр используют на ремонтных предприятиях, как выбраковочные показатели. Допустимым при ремонте износом Идр или зазором Sдр называется такой, при котором остаточный ресурс детали или сопряжения равен установленному межремонтному ресурсу Tмp для машины или aгрегaта.

6. Для сопряжения из двух деталей зависимость между наработкой и износом иллюстрируют следующей схемой (см. рисунок 2).

Рисунок 2 – Зависимость между наработкой и износом для сопряжения из двух деталей: Идр, Ипр - износы соответственно: допустимый при ремонте, предельный; Sнач, Sдр, Sпр - зазоры соответственно: начальный (по чертежу), допустимый при ремонте, предельный; Т мр, Тдп, Тсп - ресурсы соответственно: межремонтный, средний, полный детали, средний полный сопряжения; Индексы ' и " относятся соответственно к детали 1ой и 2ой.