ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Причины выхода из строя и основные критерии работоспособности машин из "Детали машин Проектирование приводов технологического оборудования " Надежность работы машины и ее долговечность связаны с обеспечением основных критериев работоспособности ее деталей и узлов. [c.15] Прочность — способность детали, сборочной единицы или машины сопротивляться разрушению под влиянием внешних нагрузок. [c.15] Различают прочность объемную и поверхностную (контактную). При недостаточной объемной прочности деталь разрушается по всему сечению (поломка зуба шестерни, вала, разрыв стержня болта), при недостаточной контактной прочности происходит разрушение поверхности контакта (выкрашивание поверхности зуба шестерни, рабочей поверхности колец подшипников качения). [c.15] Оценка прочности обеспечивается проведением соответствующих расчетов по определению напряжений и сравнения их с допускаемыми (пределом прочности, текучести или выносливости). [c.15] Жесткость способность детали, сборочной единицы или машины сопротивляться изменению положения и формы под влиянием внешних нагрузок. Жесткость влияет на величину внутренних силовых факторов в статически неопределимых конструкциях, а контактная на точность работы машины. Недостаточная жесткость приводит к неравномерному распределению нагрузок (по длине зубьев колес при изгибе и кручении валов) и к снижению долговечности отдельных узлов машины (подшипников качения при относительном перекосе их колец). [c.15] Оценка жесткости обеспечивается проведением расчетов по определению линейных и угловых деформаций при изгибе, угла закручивания при кручении, удлинения при растяжении и сравнения их с допускаемыми. [c.15] Износостойкость — способность контактирующих деталей при их относительном перемещении сопротивляться изменению формы и размеров рабочих поверхностей вследствие их изнашивания в процессе трения. Износ удорожает эксплуатацию машин, увеличивает простои в связи с ремонтом и регулировкой, снижает точность и КПД, повышает шум и может служить причиной их поломки. [c.15] В зависимости от характера происходящих процессов различаются следующие виды изнашивания механическое, молекулярно-механическое и коррозионно-механическое. [c.15] Механическое изнашивание является результатом механических процессов — срезание и пластическое деформирование микронеровностей (шероховатостей), повреждение поверхностей абразивными частицами, повреждение в результате усталостных трещин. [c.16] Абразивное изнашивание и пластическое деформирование в зоне сопряжения деталей предотвращается по возможности точным определением действующих нагрузок учетом свойств материала, влияния погрешностей и деформаций на распределение давлений в зоне контакта. [c.16] Усталостное изнашивание (выкрашивание) проявляется в отслаивании отдельных частиц металла с увеличением числа циклов нагружений и проявляется в наибольшей мере на отстающей поверхности (ножка зуба в зубчатой передаче, дорожка качения внутреннего кольца подшипника качения) и представляет значительную опасность при поверхностном упрочнении (азотирование, цементация и др.), поскольку в результате развития трещин под упрочненным слоем с поверхности трения отделяются крупные частицы металла. Для предотвращения усталостного выкрашивания проводится расчет с целью оценки величины контактных напряжений (оценка контактной прочности). [c.16] Молекулярно-механическое изнашивание проявляется при разрушении защитных пленок на контактирующих поверхностях, что вызывает действие сил молекулярного сцепления в зоне контакта их микронеровностей (явление схватывания), следствием чего является процесс возникновения и развития повреждений поверхностей трения — заедание. С увеличением контактных напряжений, скорости скольжения и температуры в зоне контакта возможно проявление большого числа локально расположенных очагов схватывания с интенсивным переносом материала с более мягкой поверхности на более твердую. Опасной формой заедания является задир — повреждение зоны контакта при высокой твердости контактирующих поверхностей в виде борозд глубиной до 100...200 мкм в направлении вектора скорости относительного движения. Уменьшение схватывания имеет место для поверхностей трения при большой разнице их твердости (стальной червяк и бронзовый венец червячного колеса, стальная шейка вала и бронзовые или латунные втулки в подшипниках скольжения), а также при применении смазок с антизадирными присадками. [c.16] Одним из критериев оценки возможности проявления заедания является температура в зоне контакта, сравниваемая с допускаемой. [c.16] Коррозионно-механическое изнашивание возникает при наличии в зоне контакта трения с поверхностно-активными присадками в условиях высоких местных давлений и относительно высоких локальных температур. Одним из видов такого изнашивания является окислительное — разрушение непрерывно возобновляющихся окисных пленок на поверхности металла (узлы пищевого, нефтехимического оборудования). [c.16] Виброустойчивость — способность конструкции работать в заданном диапазоне режимов без недопустимых амплитуд колебаний. [c.17] Повышение амплитуд колебаний под действием возмущающей силы может вызвать на частотах, близких к резонансным, напряжения, превышающие предел прочности (выносливости) для деталей и их поломку. Более того, расходуемая на колебания энергия снижает передаваемую мощность и КПД конструкции. Вибрация деталей передач (зубчатых колес, валов, подшипниковых узлов) является причиной снижения точности машины и появления шума. [c.17] При эксплуатации агрегатов машин, их узлов и деталей наиболее возможными являются вынужденные колебания и автоколебания. Вынужденные колебания вызываются внешними периодическими возмущениями из-за неуравновешенности вращающихся деталей, погрешнос- тей изготовления и т.д. При расчетах на виброустойчивость для преду-преждения возникновения резонанса должно быть установлено соотно- шением между частотами собственных колебаний и возмущающей силы. [c.17] Расчетам на прочность при повышенных температурах и расчетах температурных деформаций должны предшествовать собственно тепловые расчеты — определение температур и сравнение их с допускаемыми. Средние установившиеся температуры определяются по уравнению баланса тепловыделение за единицу времени приравнивается теплоотдаче. [c.17] При проектировании машин и их эксплуатации важную роль играет категория триботехники. [c.17] Триботехника — наука о контактном взаимодействии твердых тел при их относительном движении, освещающая весь комплекс вопросов трения, изнашивания и смазывания. Ряд терминов, относящихся к триботехнике, стандартизован. Приведем в сокращенном виде некоторые из них. [c.17] Вернуться к основной статье