Сорокин В.М., Курников А.С. Основы триботехники и упрочнения поверхностей деталей машин: курс лекций

Подождите немного. Документ загружается.

291

– средний пробег автомобилей с восстановленными двигателями без

разборки составил 12 620 км;

– до восстановления двигателей среднее содержание СО составляло

2,9%;

– после восстановления двигателей и пробега в среднем 12620 км

среднее содержание СО составило 1%, т.е. содержание СО уменьшилось в

2,9 раза;

– среднее увеличение компрессии после восстановления двигателей

увеличилось на 0,34 МПа по сравнению с первоначальной;

– после эксплуатационных испытаний увеличение компрессии по

сравнению с первоначальным значением (до восстановления) составило

0,37 МПа.

Разработанная технология безразборного восстановления, начиная с

1990 г., использовалась в ряде организаций России, а также Латвии и

Польши. На метод восстановления двигателей без разборки на имя

Д.Н. Гаркунова, В.Н. Быстрова, Г. Польцера и др. был получен патент от 1

июня 1990 г. «Смесь для одноразового питания ДВС в соединении с при-

садкой к смазочному материалу и трибосистемам» (№ Р.40.17.914.1,

Мюнхен).

2 На Рязанском заводе автоагрегатов при капитальном ремонте тяже-

лого пресса УС-6300 ТС горячей штамповки коленчатых валов с заменой

подшипников скольжения главного вала пресса (подшипники подверга-

лись расточке и последующему шабрению) выяснилось, что мощности

двигателя не хватает, чтобы провернуть вхолостую коленчатый вал прес-

са. Попытка приработать коленчатый вал к подшипникам путем провора-

чивания его механическим путем не привела к положительным результа-

там. Возникла необходимость разбирать пресс, шабрить подшипники,

собирать пресс и производить приработку пресса. Специалисты АвтоВАЗ

предложили ввести пресс в рабочее состояние без его разборки и провести

его приработку за три дня. Обычно приработка пресса после капитального

ремонта длится около 10 дней. Смазывание узлов трения пресса произво-

дится масляной системой с пластичными смазками. Авторы патента (см.

выше) ввели в масляную систему свой металлоплакирующий материал,

провернули несколько раз механическим путем главный вал пресса и

пресс запустился от штатного электродвигателя. Далее на этом же масле

пресс проработал с ускоренным нагружением три дня и был запущен в

эксплуатацию.

В дальнейшем были проведены аналогичные работы на прессе

УС-2500, обрезном стане УС-1000 ТС, стане поперечно-винтовой прокат-

ки фирмы «Рекрол» и др. в кузнечном корпусе Акционерного Московско-

го общества ЗИЛ. По мнению специалистов АМО ЗИЛа работы дали по-

ложительный эффект по сокращению сроков ремонта и обкатки уникаль-

292

ного оборудования и снижению расхода смазочных материалов при экс-

плуатации.

8.12 Предельные износы и сроки службы деталей

Установление предельных износов необходимо для выполнения регу-

лировочных операций и выбраковки деталей в эксплуатации и при ремон-

те. Для определения предельных износов следует руководствоваться тре-

мя критериями: техническим, функциональным и экономическим.

Согласно техническому критерию предельному значению износа со-

ответствует: резкое возрастание интенсивности изнашивания; снижение

прочности изнашиваемой детали вследствие изменения ее размеров; уси-

ление влияния износа рабочего органа или деталей сопряжения на работо-

способность других деталей; самовыключение механизма при работе.

Увеличение коэффициента динамичности с ростом зазоров в шатун-

ных подшипниках, появление ударов в реверсивной зубчатой передаче

вследствие увеличения бокового зазора между зубьями, возникновение

прогрессирующей концентрации нагрузки на зубья колес по их ширине по

причине перекоса валов, вызванного износом подшипников,– таковы

примеры влияния износа сопряжений на прочность и износостойкость их

деталей.

Технический признак предельного износа можно использовать также

для оценки изменения характера неподвижного сопряжения (соединения с

натягом, шлицевое и шпоночное соединения) вследствие контактной кор-

розии, релаксации напряжений и макропластической деформации дета-

лей. Здесь возникают трудности установления количественных характе-

ристик износа.

Основанием для функционального критерия служит изменение по ме-

ре изнашивания качества функций, выполняемых узлом или машиной.

Отклонения размеров профиля проката от номинального вследствие изно-

са валков, погрешности формы обработанного на металлорежущем станке

изделия, изменение подачи компрессора при заданном давлении на выхо-

де – примеры показателей качества.

Как было установлено из рассмотрения технического критерия, фор-

сированное изнашивание элемента или сопряжения не всегда является

единственным основанием для заключения о их непригодности к даль-

нейшей работе. Например, плунжерную пару бракуют при установившем-

ся изнашивании даже невысокой интенсивности, когда утечки превышают

установленный предел или нарушается четкость отсечки жидкости. Пре-

дельный износ по функциональному критерию соответствует предельно

допустимому отклонению качества работы от нормы.

293

Экономические показатели работы машины положены в основу

третьего критерия предельного износа. Наименьшие затраты на единицу

выработки при сохранении качества в заданных пределах являются эко-

номическим критерием оптимального срока службы, межремонтного пе-

риода рабочего органа или узла машины. Наибольшая эксплуатационная

производительность машины при сохранении качества выработки в за-

данных пределах – вторая формулировка критерия.

Определение предельного износа рабочего органа или узла (машины)

по этой методике состоит в следующем. Так как с увеличением срока

службы амортизационные расходы на единицу продукции уменьшаются,

а эксплуатационные затраты возрастают, то существует минимум сум-

марных затрат. Если построить графики амортизационных расходов на

единицу продукции, связав зависимости текущей выработки, эксплуата-

ционных расходов и суммарных затрат, то значение минимальной орди-

наты последнего графика определяет предельный срок службы по эконо-

мическому критерию.

Если изношенные детали повторно используют после ремонта, то при

экономическом анализе учитывают и расходы на ремонты, возрастающие

при большей степени износа.

Экономический критерий является наиболее общим, но им можно ру-

ководствоваться лишь тогда, когда изменение того или иного показателя

износа или совокупности их заметно влияет на экономичность работы

машины. Технические и функциональные признаки являются основными

в тех случаях, когда можно не считаться с рентабельностью работы ма-

шины.

Срок службы детали или узла определяется не только по предельным

износам в соответствии с тем или иным критерием, но и другими факто-

рами, такими, как усталость, контактная усталость, коррозия и др. Ресурс

коленчатого вала с центробежной очисткой масла в полостях лимитирует-

ся отложениями в кривошипных шейках и износом. Переборка редукци-

онного клапана масляного насоса вызывается накоплением отложений.

Коррозия является основной причиной выбраковки подшипников каче-

ния, расположенных в труднодоступных и плохо защищенных местах.

Срок службы пары трения или детали определяют по формуле (см. кри-

вую изнашивания рисунок 4.2).

0max

где

max

– предельный износ;

– начальный (приработочный) износ;

– скорость изнашивания

294

Для расчета необходимо установить предельный износ и знать ско-

рость изнашивания.

Износ детали или сопряженной пары нередко характеризуется не-

сколькими показателями. Важно выявить наиболее существенный из них

по воздействию на работоспособность.

Определить скорость изнашивания в реальных парах можно только на

основании опыта эксплуатации. Но и здесь наблюдается большой разброс

результатов.

В каждый момент скорость изнашивания деталей является функцией

многих переменных факторов, таких, как неоднородность материалов од-

них и тех же марок, отличия исходных действительных размеров деталей

в сопряжениях и вариации зазоров в пределах полей допусков, различия

условий эксплуатации и характеристик перерабатываемого материала в

технологических машинах и т. д.

Конструктор должен знать сроки службы отдельных деталей как для

совершенствования машины, так и для разработки основных контуров

технической эксплуатации. При эксплуатации эти сведения необходимы

для планирования ремонта машин. Так как достоверные данные по скоро-

сти изнашивания каждой детали получить невозможно, то важны резуль-

таты статистической обработки данных о сроках службы масла в отдель-

ных узлах, сроках очистки фильтров и др. Учитывая, что при длительной

эксплуатации начальный износ составляет обычно небольшую часть пол-

ного износа, можно скорость изнашивания определить как частное от де-

ления полного износа на время работы машины, включая и обкатку. Такие

данные имеются для многих машин массового производства. Уменьшая

промежутки между обмерами, но оставляя их все же достаточно длитель-

ными, можно получить представление о скорости или интенсивности из-

нашивания при различных наработках.

Средние сроки службы различных деталей одной и той же машины

должны быть кратными между собой и кратными межремонтному перио-

ду работы машины.

295

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Гаркунов Д.Н. Триботехника М: Машиностроение, 1989. – 328 с.

2 Икрамов И., Левитин М.А. Основы триботехники. Ташкент: Уки-

тувчи, 1984. –184 с

3 Швецова Е.М., Крагельский И.В. Классификация видов изнашива-

ния поверхностей деталей в условиях сухого и граничного трения / В сб.

Трение и износ в машинах, вып. 8. Изд-во АН СССР, 1953. – С. 16-38.

4 Поверхностная прочность материалов при трении / Под ред.

Б.И.Костецкого – Киев: Техника, 1976. – 291 с.

5 Белый В.А. и др. Трение полимеров. – М.: «Наука» 1972. – 204 с.

6 Гаркунов Д.Н. Триботехника (конструирование, изготовление и экс-

плуатация машин).-М.: Изд-во МСХА, 2002. – 616 с.

7 Гаркунов Д.Н., Крагельский И.В., Поляков А.А. Избирательный пе-

ренос в узлах трения. – М.: Транспорт, 1969. – 104 с.

8 Гаркунов Д.Н., Корник П.И. Виды трения и износа. Эксплуатацион-

ные повреждения деталей машин. – М.: Изд-во МСХА, 2003. – 344 с.

9 Гаркунов Д.Н. Триботехника. Износ и безизносность. 4-е издание.

М.: Изд-во МСХА, 2001. – 614 с.

10 Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое

пособие. В 3-х кн. – М.: Машиностроение, 1977.

11 Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию.-М.:

Машиностроение, 1976. – 270 с.

12 Проников А.С. Надежность машин. –М.:Машиностроение, 1978. –

590 с.

13 Решетов Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машин.-М.:

Высшая школа,1974. – 205 с.

14 Елизаветин М.А., Сатель Э.А. Технологические способы повыше-

ния долговечности машин. – М.: Машиностроение, 1979. – 438 с.

15 Сорокин В.М. Качество поверхностного слоя и эксплуатационные

свойства поверхностей деталей и методы их повышения. Н.Новгород:

НГТУ, 1994. – 120 с.

16 Баженов Н.Л., Сорокин В.М. Упрочняющая обработка поверхно-

стей деталей машин. Уч. пособие Горький, ГПИ,1979. – 54 с.

17 Сорокин В.М. Триботехнические основы повышения долговечно-

сти деталей машин. Курс лекций. Н.Новгород: (НГСХА, ВГАВТ), 2005. –

131 с.

18 Шнейдер Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным

микрорельфом. – Л.: Машиностроение, 1982. – 248 с.

19 Маталин А.А. Технология машиностроения. Л.: Машинострое-

ние.1985. – 512 с.

296

Сорокин Виталий Матвеевич, Курников Александр Серафимович

Основы триботехники и упрочнения

поверхностей деталей машин

Курс лекций

Главный редактор Г.В. Ильющенко

Компьютерная верстка Т.В. Сидоровой

Формат бумаги 60 84 1/16. Бумага газетная

Печать офсетная. Усл. печ. л. …. Уч.-изд. л. ….

Заказ …. Тираж …. Цена договорная

Издательско-полиграфический комплекс ФГОУ ВПО ВГАВТ

603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5