yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share

Експлуатація та обслуговування машин

3 Зношування машин

 

При контакті двох спряжених поверхонь та їхньому відносному переміщенні в поверхневих шарах виникають механічні та молекулярні взаємодії, які призводять до руйнування поверхонь, тобто зношення.  Зношення – це результат зношування.

Під зношуванням розуміють процес відокремлення матеріалу з поверхні твердого тіла при терті, що виявляється в поступовій зміні розмірів і форми тіла.

Зношування машин виникає під час їх експлуатації і впливає на термін  служби. Його поділяють на природне та аварійне. Природне зношування є результатом дії сил тертя і визначається умовами роботи деталей машин, якістю матеріалів і обробки поверхонь тертя. Природне зношування проявляється при відносно тривалому періоді роботи машин.

            Крім природного, може виникати аварійне зношування машин внаслідок швидкого спрацювання їх деталей при порушенні нормального режиму роботи, правил технічного догляду, експлуатації, несвоєчасного та неякісно виконаного ремонту. Таке зношування призводить до зруйнування окремих деталей, вузлів та машин в цілому.

 

3.1 Допустиме і граничне зношення деталей

 

Зношення деталей поділяють на допустиме і граничне.        

Допустимим називається зношення, при якому деталь зможе нормально працювати ще цілий міжремонтний період.

Граничним називається зношення, при якому подальша нормальна робота з’єднання деталей неможлива. Допустиме і граничне зношення оцінюють кривою природного механічного зношування  (рис.3.1). Ця характеристика справедлива для більшості з’єднань деталей. Крива зношування має три ділянки:

 

 

 

I – початкова ділянка, що характеризує припрацювання нового з’єднання;

II – прямолінійна ділянка нормальної роботи з’єднання;

Рисунок 3.1 – Крива механічного зношування

 
III – криволінійна ділянка, що характеризує процес зруйнування внаслідок граничного зношування.

 

 

 

Граничні зношення по-різному впливають на роботу машини. Розглянемо три випадки.

 

Рисунок 3.2 – Граничне

 зношування деталі

 
У першому випадку внаслідок зношування машина не може функціонувати, тобто стає непрацездатною (відмовляє) (рис.3.2). Прикладом є поломка вала, підшипників, заїдання зубів шестерень та ін.

Рисунок 3.3 – Інтенсивне

зношування деталі

 
У другому випадку зношування призводить до того, що машина і деталі починають інтенсивно виходити з ладу (аварійне зношування) (рис.3.3). При цьому виникають удари, інтенсивне зношування, вібрація та ін. Прикладом є зношування поршневих кілець, що покриті хромом. При граничному зношенні шар хрому швидко знімається, і відбувається подальше інтенсивне зношування деталі.

 

Рисунок 3.4 – Межа зношування деталі

 
У третьому випадку внаслідок зношування характеристики машини виходять за рекомендовані межі (рис.3.4). Знижується точність машин, також їх працездатність, зменшуються подача, напір, к.к.д. та інші параметри. Прикладом є випадок, коли насос не забезпечує необхідної подачі.

Граничні зношення найчастіше встановлюють на основі даних експлуатації та ремонту машин.

 

Розглянемо з’єднання "вал-втулка".

 

 

 

Рисунок 3.5 – Характеристика зношування

 
Для визначення повного  ресурсу  необхідно мати криву зношування деталей  залежно від наробітку і значення їх граничного зношення (рис.3.5).

 

 

 

 

 

 

 

 

Між валом і втулкою завжди є зазор, величина якого залежить від класу точності і посадки.

Побудуємо розрахункову схему зношування деталей з’єднання  залежно від наробітку Т.

На ділянці часу оt1 (рис.3.6)  відбувається припрацювання з’єднання; на ділянці t1t2 – робота його в нормальних умовах; на ділянцівеличина зношення різко збільшується. При цьому деталь стає непридатною, тому що її зношення досягне значень  (для втулки) і (для вала). Отже,  відрізок часу о-t2 характеризує межу роботи з’єднання, а  і - граничні зношення.

Рисунок 3.6 – Схема зношування

деталей з’єднання: оа1 – середнє відхилення діаметра отвору; оа2 – середнє відхилення діаметра вала; а1а2 – початковий зазор

 
       Час наробітку деталі до граничного стану  (списання) визначають за формулою

 

,               (3.1)

 

     де - граничне зношення; - швидкість зношування з’єднання;  - швидкість зношування втулки;  - швидкість зношування вала.

 

Визначимо величину допустимого зношення. При цьому припустимо, що крива зносу має лінійну залежність.

За період міжремонтного наробітку  зношення деталі збільшилося на

 

,                              (3.2)

де  - наробіток деталі до ремонту.

 

,                                        (3.3)

 

де к – кількість поточних ремонтів.

 

 

 

Рисунок 3.7– Допустиме зношення

 
 

 

 

Визначимо граничне зношення                                       

 

.                             (3.4)

              

 

Допустиме зношення                                             

 

.                             (3.5)

 

Враховуючи, що                  ,                             (3.6)

одержуємо                                                               

 

,                      (3.7)

 

.                        (3.8)

 

Підставляємо                               ,

 

де к – кількість періодичних ремонтів від останнього капітального ремонту.

                                              

Граничне зношення

 

                                                  .                       (3.9)

Допустиме зношення                                                        

 

   .                        (3.10)

 

Приклад. Визначити необхідність відновлення деталі, якщо при третьому поточному ремонті її зношення дорівнює 0,08 мм. Граничне зношення деталі мм.

 

 

Розв’язання. Визначимо допустиме зношення за формулою

 

;

 

   

 

Отже, деталь необхідно відновлювати, тому що  менше  фактичного зношення.

 

 

 

 

13