Файл: Архангородский, Л. А. Ремонт и монтаж оборудования учеб. пособие.pdf

Классы точности 7, 8 и 9-й применяют главным образом для штамповок, отливок и для так называемых свободных размеров, для которых в чертежах не указана точность изготовления.

Величину допусков, с которыми следует изготавливать или ре­ монтировать детали, чтобы были обеспечены соответствующий класс точности сопряжения и нужная посадка, берут из таблиц допусков и посадок, предусмотренных государственными стандар­ тами. Таблицы допусков и посадок составлены в системе отвер­ стия и системе вала.

Система отверстия характеризуется тем, что в ней для всех посадок одного и того же диаметра предельные размеры отверстия постоянные.' Различные посадки достигаются в результате изме­ нения предельных размеров вала.

Система вала характеризуется тем, что в ней постоянными остаются для всех посадок предельные размеры вала, а различ­ ные посадки достигаются в результате изменения предельных размеров отверстия. По действующим государственным стандар­ там для деталей диаметром от 1 до 500 мм нормализовано 43 посадки в системе отверстия и 34 посадки в системе вала по семи классам точности (с 1-го по 5-й классы).

Допуски и посадки для соединений шариковых и роликовых подшипников с валами и корпусами для шпоночных соединений предусмотрены специальными государственными стандартами.

В машиностроении, и в частности в мельничном и элеватор­ ном, система отверстий является наиболее распространенной.

§ 3. Надежность оборудования

Показателями нормальной работы любых машин являются про­ изводительность и качество выпускаемой ими продукции. Всякое отклонение от паспортных данных указывает на снижение рабо­ тоспособности оборудования. Таким образом, под работоспособ­ ностью машины понимают такое ее состояние, когда она может выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями государственных стандартов, технических условий

идругой нормативно-технической документации.

Впроцессе эксплуатации работоспособность машины постепен­ но снижается из-за естественного износа деталей, нарушения ре­ гулировки в узлах, усталостных явлений в металле и др. Эксплуа­ тация деталей, имеющих значительный износ, недопустима, так как это снижает производительность, ухудшает качество продук­ ции и уменьшает надежность и безопасность работы.

Главными и основными факторами, от которых зависит рабо­ тоспособность машин, являются их надежность и долговечность.

Надежность машины — это ее свойство выполнять заданные функции в требуемых режимах и условиях эксплуатации в тече­ ние необходимого промежутка времени и при возможно меньших затратах труда и средств на поддержание ее работоспособности.

8

Р А З Д Е Л

ПЕРВЫЙ

ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ДЕТАЛЕЙ

Гл а в а 1. ИЗНОС ДЕТАЛЕЙ

§1. Естественный и аварийный износы деталей

Впроцессе эксплуатации машины выходят из строя вслед­ ствие постепенного разрушения поверхностей деталей. Результат этого процесса называют износом. В зависимости от условий ра­ боты одни детали изнашиваются быстрее, другие медленнее. По

мере износа рабочих поверхностей в подвижных соединениях уве­ личивается зазор. Для каждой детали устанавливают предельно допустимый износ, при котором дальнейшая эксплуатация детали недопустима. Износы деталей подразделяют на естественный и аварийный.

Естественный износ. Это результат неизбежного изнашивания оборудования в условиях нормальной эксплуатации; при этом работоспособность оборудования сохраняется в течение всего уста­ новленного для данной машины межремонтного срока службы.

Естественные износы нарастают постепенно — пропорциональ­ но времени работы деталей. На рисунке 3 показана кривая, харак­ теризующая нарастание износа деталей подвижных соединений, работающих со смазкой. По оси ординат отложены величины за­ зоров S (мм) соединения, а по оси абсцисс время t (ч) работы деталей.

Начальная стадия износа (участок кривой 1—2) характерна быстрым увеличением зазора, что является результатом приработ­ ки нового сопряжения. В последующем, на участке 2—3, интенсив­ ность изнашивания уменьшается. Этот участок кривой соответ­ ствует естественному износу деталей; нарастание износа за отдельные промежутки времени происходит примерно пропорцио­ нально времени работы оборудования. После того как зазор до­ стигнет значения S3 — величины предельного износа, скорость из­ нашивания начинает возрастать более интенсивно. В этом случае для предотвращения аварии надо прекратить работу оборудова­ ния и установить новую деталь или отремонтировать старую.

Аварийный износ. Возникает при нарушении правил эксплуа­ тации или режима работы машины, а в отдельных случаях из-за

10

Согласно теории, разработанной советскими учеными Б. М. Деряги­

ным и Н. В. Качельским, трение, вызывающее износ деталей, представляет собой процесс, обусловленный преодолением механи­ ческого зацепления шероховатостей соприкасающихся поверхно­ стей и молекулярным сцеплением поверхностей в точках их сопри­ косновения.

В зависимости от условий работы изнашиваемых деталей ма­

предложил разделить все виды износов на следующие три груп­ пы: механическое, молекулярно-механическое и коррозионно-ме­ ханическое.

Механический износ. Это наиболее распространенный износ деталей, возникающий в результате взаимодействия трущихся поверхностей, имеющих шероховатость. Даже после самой тщательной доводки на поверхности остаются выступы высотой 0,05—0,1 мкм. При работе выступы под действием давления мо­ гут пластически деформироваться или мгновенно разрушаться. Если же неровности одной из поверхностей имеют большую твер­ дость, то износ происходит интенсивнее. На рабочей поверхно­ сти появляются царапины. Такой вид износа называют абразив­ ным, так как возникает в тех случаях, когда между трущимися поверхностями попадают продукты износа и инородные пред­ меты.

Молекулярно-механический износ, или износ схватыванием (заеданием). Появляется в сопряжениях, работающих при не­ достаточной смазке и значительном удельном ■давлении.

В это время две поверхности сближаются настолько плотно, что начинают действовать молекулярные силы, приводящие к схва­ тыванию поверхностей при трении. Второй причиной схватывания является повышение температуры в точках контакта, вызывающее сваривание металла. Молекулярно-механический износ разви­ вается быстро и сопровождается значительным повреждением трущихся поверхностей. Для предотвращения заедания необ­ ходимо подбирать материалы, обладающие высокими антифрик­ ционными свойствами.

11

Коррозионно-механический износ. Он связан с двумя про­ цессами, т. е. пластическим деформированием поверхностного слоя детали и прониканием кислорода (воздуха, воды) в де­ формированные объемы металла. Высокая температура в точках контакта трущихся поверхностей и отсутствие смазки создают бла­ гоприятные условия для коррозии (ржавления), которая начинает­ ся с поверхности, а затем проникает в глубокие слои металла.

Внешним признаком коррозионно-механического износа явля­ ется изменение окраски поверхностей трения; они приобретают темно-серый цвет. Под влиянием коррозии в деталях обра­ зуются глубокие разъедания, материал приобретает губчатую поверхность и теряет механическую прочностьДля предохране­ ния от коррозии нерабочиечасти деталей покрывают лаками и красками, а рабочие поверхности — стойкими против коррозии по­ крытиями или консистентными смазками.

детали, качество механической обработки их поверхностей, ха­ рактер и род смазки, скорость движения и удельное давление на рабочую поверхность, условия эксплуатации и др.

Влияние трения. Трение скольжения или трение качения воз­ никает при относительном перемещении соприкасающихся тел. В практике наблюдаются случаи, когда один вид трения сопут­ ствует другому. Например при работе зубчатых колес поверх­ ности зубьев не только скользят одна по другой, по и перекаты­ ваются.

В зависимости от наличия или отсутствия смазки, толщины и

сти полностью разделены слоем смазки и непосредственного кон­ такта друг с другом не имеют. Коэффициент жидкостного трения

лее 1 мкм); этот слой обладает особыми свойствами, зависящими от качества смазки, природы и состояния трущихся поверхностей. В нормальных условиях износ при граничном трении происходит так же, как и при полужидкостном трении.

12

температурах (свыше 300° С). Коэффициент сухого трения колебляется от 0,1 до 0,8, его можно снизить правильным подбором мате­ риалов сопряженных деталей, нанесением защитных пленок и тер­ мической обработкой поверхности.

• П о л у с у х о е т р е н и е — это смешанное трение, одновре­ менно граничное и сухое. При этом виде трения большая часть нагрузки передается непосредственным контактом трущихся по­ верхностей, а меньшая — воспринимается масляной пленкой.

Влияние качества материалов. Качество материалов и их ме­ ханическая и химико-термическая обработка оказывают большое влияние на долговечность деталей. Большое значение имеет раз­ нородность трущихся поверхностей, твердость и вязкость мате­ риалов, препятствующие появлению рисок и отрыву материала от поверхности. Из совместно работающей пары деталей одну реко­ мендуется изготавливать из более твердого износостойкого мате­ риала, а другую из сравнительно мягкого материала с малым коэффициентом трения. С повышением твердости материала износостойкость деталей из углеродистых сталей при определен­ ной чистоте трущихся поверхностей увеличивается, однако при грубой механической обработке поверхности повышенная твер­ дость материала может вызвать абразивный износ.

Влияние качества механической обработки. Неровности в ви­ де гребешков и впадин, образующиеся на поверхности детали в результате механической обработки, определяют интенсивность из­ нашивания, особенно в период приработки.

В результате приработки поверхности трущихся деталей сни­ жается их шероховатость до некоторой оптимальной ^величины, характерной для данных условий трения, и уменьшается скорость износа.

Важное значение для процесса износа имеет направление сле­ дов обработки поверхностей. При достаточной смазке и неболь­ ших удельных давлениях направление следов обработки деталей' должно совпадать с направлением движения трущихся деталей. При недостаточной смазке и высоких удельных давлениях эти на­ правления целесообразно делать пересекающимися с направле1 нием движения трущихся пар.

Износ деталей во многом зависит от степени отделки рабочих поверхностей. Гладко обработанные поверхности меньше подвер­ жены износу и коррозии. При отсутствии на поверхности царапин и рисок повышается сопротивляемость металла разрушению от повторнопеременных нагрузок. Однако надо иметь в виду, что по условиям смазки чистота, т, е. шероховатость поверхности дета­ лей, должна быть оптимальной, так как при чрезмерно гладкой поверхности смазка может выдавливаться. Это влечет за собой увеличение скорости износа.

Степень шероховатости поверхности зависит от вида и режима обработки детали, геометрии и материала режущего инструмен­ та, вибрации инструмента и т. п.

13