Одним из наиболее эффективных способов снижения изнашивания деталей в условиях эксплуатации является тщательное и своевременное проведение технического обслуживания и ремонта, соблюдение правил хранения, обкатки новых и отремонтированных машин.
Снижение износа деталей, подвергающихся механическому изнашиванию, можно обеспечить за счет
Улучшения механической обработки поверхностей,
Применяя шлифование, притирку, развертывание, доводку;
Нанесение на поверхность деталей износостойких покрытий (наплавка твердыми сплавами, хромирование, газопламенное напыление и др.):
Упрочнение поверхности химико-термической обработкой, поверхностно-пластическим деформированием (ПДД) (обработка роликами, шариками и др.), электромеханическое и термомеханическое упрочнение, использование вибронакатки для удержания смазки, дробеструйный и гидроабразивный наклеп и др.
За счет перечисленных мероприятий можно повысить усталостную прочность деталей, уменьшить абразивный износ.
Для снижения коррозии поверхности деталей из черных металлов покрывает оловом, никелем, хромом и цинком.
Во время хранения детали покрывают веществами, образующими на поверхности химические защитные пленки (пассиваторы), а также покрытие веществами, создающими такие изоляционные пленки, которые препятствуют образованию микрогальванических пар (ингибиторы). На поверхности деталей эти вещества наносят в виде раствора.
Широко используется для защиты машин от коррозии окраска поверхности. Увеличение технического ресурса подшипников качения и шестерен Рекомендуется периодически поворачивать шарикоподшипники на 180° в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения шариков. Роликовые подшипники рекомендуется переставлять так, чтобы ролики передвигались в обратном | направлении. Незначительный зазор между кольцом и гнездом снижает ресурс в 1,5 раза. Поворот шестерен на 180° (если это позволяет конструкция) обеспечивает работу неизношенными поверхностями зубьев.
4.8. Понятие о предельных и допустимых износах деталей и сопряжжений
Любая в конструктивном отношении совершенная машина с течением времени изменяет свои первоначальные характеристики, происходит ухудшение ряда показателей - уменьшается мощность, увеличивается расход топлива и смазки, снижается КПД трансмиссий, ухудшается качество работы (пилы, пилорамы, шпалорезные станки и др.).
Таким образом, снижается производительность, экономичность. В процессе работы ослабевают резьбовые соединения, нарушаются посадки в сопряжениях, увеличиваются зазоры, уменьшаются натяги.
После некоторого периода эксплуатации износ деталей в сопряжениях достигает предельных величин, при которых их дальнейшая работа становится технически ненадежной или экономически нецелесообразной.
Предельным износом называется износ, соответствующий предельному состоянию изнашивающегося изделия или его составной части. Основные признаки появления предельных износов:
Повышение интенсивности изнашивания,
Снижение прочности вследствие изменения размеров,
Увеличения зазоров, снижения натягов, искажения геометрической формы. Определение предельных износов является технически сложной задачей. Для подвижных соединений критерием предельного износа может служить величина максимального зазора, искажение геометрической формы.
Предельные зазоры в сопряжении плунжер-гильза топливного насоса определяются по изменению количества подаваемого топлива за один ход плунжера; в сопряжении поршень-гильза по изменению расхода масла в зависимости от износа цилиндров и поршневых колец; в сопряжениях типа вал-подшипник по максимальному зазору и по искажению геометрической формы.
Допустимыми называют износы , размеры детали и другие ее технические характеристики, при которых она может быть поставлена в машину без ремонта и будет удовлетворительно работать в течение всего межремонтного периода.
Допустимым износом называется износ, при котором изделие сохраняет работоспособность. Допустимый износ может быть определен по формуле из соотношения
где I t - скорость изнашивания; Т i - интервал времени между двумя плановыми ремонтами; I t ·Ti - возрастание износа детали за время Тi.
Учитывая, что I t = U s доп /T, где Т - время работы детали до ремонта, получим
Если обозначить через К - номер данного периодического ремонта с момента последнего ремонта детали, тогда время работы детали запишется
Учитывая это соотношение, можно записать
Пример. Деталь имеет глубину цементированного слоя 0,8 мм и предельный износ ее составляет Umах=0,64 мм. Надо ли восстанавливать деталь, если при ее измерении при третьем периодическом ремонте износ оказался равным 0,55 мм. Определяем Uдon по формуле
Несмотря на это, деталь необходимо ремонтировать, т. к. она не дорабатывает до следующего ремонта. За один цикл износ должен составлять 0,64:4=0,16 мм, а у нас 0,64-0,55=0,09 мм.
Признаки, по которым определяют предельное состояние деталей, подразделяют на три группы: технические, качественные и экономические.
Технические критерии позволяют определить предельный износ деталей на основании наступления форсированного изнашивания (возникают удары, интенсивный износ поверхностей, вибрация, повышается температура).
Качественные критерии позволяют находить предельные износы по принципу изменения качества работы машины или ее агрегатов и узлов.
Предельная величина в этих случаях устанавливается в зависимости от технических и других отклонений и норм качества работы. Наиболее часто эти критерии используются для оценки состояния рабочих органов машин (детали рулевых и тормозных механизмов, и др.).
Экономические критерии характеризуют снижение производительности машины, повышение расхода эксплуатационных материалов, себестоимости вы-полняемых работ и технического обслуживания. Эти критерии косвенно указы-
вают на достижение предельного износа частью деталей. Примером этого может служить износ шатунно-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания.
Остаточная стоимость элемента определяется
допустимый износ - Значение износа, при котором изделие сохраняет работоспособность. Примечание Допустимый износ меньше предельного. [ГОСТ 27674 88] Тематики трение, изнашивание и смазка EN permissible wear …
Режим продолжительной нагрузки трансформатора, при которой расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Примечание. Метод и нормы для расчета износа изоляции устанавливаются… … Справочник технического переводчика
Допустимый режим нагрузки трансформатора - – режим продолжительной нагрузки трансформатора, при которой расчетный износ изоляции обмотки от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Примечание. Метод и нормы для расчета износа изоляции устанавливаются … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
допустимый режим нагрузки трансформатора - 3.3.108 допустимый режим нагрузки трансформатора: Режим продолжительной нагрузки трансформатора, при которой расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. [ГОСТ 16110 82, пункт… …
English: Transformer admittion load regime Режим продолжительной нагрузки трансформатора, при которой расчетный износ изоляции обмотки от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Примечание. Метод и нормы для… … Строительный словарь
Основных фондов, снижение стоимости основных фондов вследствие роста производительности труда и технического прогресса. М. и. проявляется в 2 формах. Первая связана с утратой основными фондами стоимости, когда объекты той же конструкции… … Большая советская энциклопедия
Зазоры, длины путей утечки и изоляционные промежутки - 7.1.2. Зазоры, длины путей утечки и изоляционные промежутки* * Приведены в МЭК 664, находящейся в стадии рассмотрения. Это может оказать влияние также на пп. 4, 5 и 8. 7.1.2.1. Зазоры и длины путей утечки Аппараты, являющиеся частью НКУ, должны… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Механическая часть конструкции - 7.1. Механическая часть конструкции 7.1.1. Общие положения НКУ должны изготавливаться из материалов, способных выдержать механические, электрические и тепловые нагрузки, а также воздействия влажности, которые обычно имеют место при нормальных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 28668-90: Низковольтные комплектные устройства распределения и управления. Часть 1. Требования к устройствам, испытанным полностью или частично - Терминология ГОСТ 28668 90: Низковольтные комплектные устройства распределения и управления. Часть 1. Требования к устройствам, испытанным полностью или частично оригинал документа: 2.6.6. Аварийный ток: Ток, возникающий в результате пробоя или… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 28668-90 Э: Низковольтные комплектные устройства распределения и управления. Часть 1. Требования к устройствам, испытанным полностью или частично - Терминология ГОСТ 28668 90 Э: Низковольтные комплектные устройства распределения и управления. Часть 1. Требования к устройствам, испытанным полностью или частично оригинал документа: 7.7. Внутреннее разделение НКУ ограждениями или перегородками… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 16110-82: Трансформаторы силовые. Термины и определения - Терминология ГОСТ 16110 82: Трансформаторы силовые. Термины и определения оригинал документа: 8.2. Аварийный режим трансформатора Режим работы, при котором напряжение или ток обмотки, или части обмотки таковы, что при достаточной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Предельный и допустимый износ
Основные характеристики изнашивания
ИЗНАШИВАНИЕ ПАР ТРЕНИЯ
Относительные перемещения контактирующих поверхностей и их механические взаимодействия приводят не только к изменениям состояния и свойств материалов поверхностных слоев, но и к их разрушению.
Обычно разрушение происходит в форме отделения от поверхностей трения мелких частиц материала, что приводит с течением времени к изменению размеров и формы контактирующих деталей. Это явление называют изнашиванием. Изнашивание является сложным многоуровневым процессом.
Как отмечалось ранее, основные понятия, термины и определения в области изнашивания регламентированы ГОСТ 27674-88. В частности, по этому ГОСТу результат изнашивания определен термином износ . Величину износа определяют в единицах длины, объема, массы.
Износ деталей и узлов трения приводит к ухудшению функциональных показателей машины. В результате износа нарушается кинематическая точность механизмов, снижается производительность и коэффициент полезного действия, уменьшается прочность деталей, увеличиваются расходы на ремонт и обслуживание, увеличивается шум и вибрации.
Количественно изнашивание характеризуется скоростью изнашивания
γ= Dh/t , (4.1)
где Dh - величина износа, или толщина удаленного слоя, м;
t - время, ч.
Широко распространена другая характеристика изнашивания - интенсивность изнашивания:
I= Dh/L. (4.2)
где Dh - величина износа, м;
L - путь трения, м.
Различают мгновенную (в определенный момент времени) и среднюю скорость изнашивания (за определенный интервал времени).
Еще одной характеристикой изнашивания является износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях. Оценивается величиной обратной скорости или интенсивности изнашивания.
Значение износостойкости находится в пределах 10 3 …10 13 . Установлено десять классов износостойкости (табл. 4.1).
Таблица 4.1
Классы износостойкости
Поскольку изнашивание в процессе эксплуатации машины неизбежно, очень важно определять степень износа детали и установить крайне важность ее ремонта. Известно, что первоначальный износ появляется в период приработки двух деталей. Этот износ незначителен и зависит от зазоров и шероховатости поверхностей. В дальнейшем нарастание износа происходит за длительный период эксплуатации и, наконец, износ достигает величины, когда наступает значительное нарушение сопряжения деталей. По этой причине в технике приняты понятия о допустимом и предельном износе.
Допустимым износом принято называть износ, при котором изделие сохраняет свою работоспособность.
Предельный износ соответствует предельному состоянию изнашивающейся детали.
Установление предельных износов крайне важно для выполнения регулировочных операций и выбраковки деталей в эксплуатации и при ремонте. Для определения предельных износов следует руководствоваться тремя критериями: техническим, функциональным и экономическим.
Согласно техническому критерию предельному значению износа соответствует:
Резкое возрастание интенсивности изнашивания;
Снижение прочности изнашиваемой детали вследствие изменения ее размеров;
Усиление влияния износа рабочего органа или деталей сопряжения на работоспособность других деталей;
Самовыключение механизма при работе.
Технический признак предельного износа можно использовать также для оценки изменения характера неподвижного сопряжения (соединения с натягом, шлицевое и шпоночное соединения) вследствие контактной коррозии, релаксации напряжений и макропластической деформации деталей.
Основанием для функционального критерия служит изменение по мере изнашивания качества функций, выполняемых узлом или машиной. К примеру, отклонения размеров профиля проката от номинального вследствие износа валков, погрешности формы обработанного на металлорежущем станке изделия, изменение подачи компрессора при заданном давлении на выходе.
Экономические показатели работы машины положены в основу третьего критерия предельного износа. Наименьшие затраты на единицу выработки при сохранении качества в заданных пределах являются экономическим критерием оптимального срока службы, межремонтного периода рабочего органа или узла машины.
Экономический критерий является наиболее общим. Технические и функциональные признаки являются основными в тех случаях, когда можно не считаться с рентабельностью работы машины.
Срок службы детали или узла определяется не только по предельным износам, в соответствии с критериями, но и другими факторами: контактная усталость, коррозия и др.
Срок службы пары или детали определяют по формуле
(4.3)
где U max –предельный износ, м;
U 0 – начальный износ (приработанный износ), м;
Скорость изнашивания, м/ч.
Для расчета крайне важно установить предельный износ и знать скорость изнашивания.
Маховик автомобиля является важнейшей частью двигателя. На него возлагается много задач, которые он безупречно выполняет до поры до времени. Ничто не вечно, и деталь эта тоже имеет свой ресурс. Узнаем, каков допустимый износ маховика.
Про маховик и сцепление
ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год!
Как известно, исправный чугунный маховик гарантирует нормальное функционирование ДВС. Также элемент предназначен, как оплот муфты. И допустимые значения износа элемента должны вычисляться вкупе с другими элементами сцепления.
По этой причине, если мы говорим о маховике, то будем иметь в виду всю систему сцепления. Очевидно, что деталь эта непосредственно связана со сцеплением, является его опорой.
Рассмотрим функционирование и расположение элементов сцепления более подробно.
- По всей внешней границе маховика надет бывает металлический обруч, зубья которого входят в сцеп с деталью стартера при заводе мотора. Обруч бывает стальной, прочный. Для повышения прочностных свойств, венец подвергается закалке высоким напряжением. Надевается изначально на балансир кривошипного вала после предшествующего и равномерного прогрева до температуры 180 градусов.
- Сфера маховика, соприкасаемая с диском сцепления, подвергается большой нагрузке. Фиксируется деталь болтами на оконечность кривошипного вала, а болты обязательно контрятся особой шайбой, чтобы крепежи выдерживали такую нагрузку.
Внимание. Маховики должны проходить обязательный процесс статической балансировки (при этом дисбаланс не должен превышать более 0,1 Нм).
Важные моменты:
- маховик также регулируется после посадки на кривошипный вал в сборе;
- в процессе эксплуатации большей частью истиранию подвергается обратная плоскость маховика, которая соприкасается непосредственно с диском сцепления;
- наиболее чаще изнашивается металлический обруч-венец.
Если изнашивается задняя плоскость маховика, то она перешлифовывается на станке с соблюдением основных правил. Если изнашивается венец, то он подлежит замене. Осуществляется замена обруча так: венец выбивается с детали.
В некоторых случаях, если венец сидит очень крепко, следует сделать так. Просверлить в основании обруча несколько отверстий так, чтобы обруч раскололся. При этом надо постараться не повредить чугунный материал самого маховика.
Новый обруч устанавливается либо «на холодную», либо «на горячую». Оба способа имеют как свои плюсы, так и минусы. Поставленный «на холодную» венец прослужит гораздо дольше, однако такая установка бывает сложна. И напротив, гораздо легче поставить венец «на горячую», но делать это нужно с большой внимательностью, иначе прогрев будет неравномерный.
Итак, вот как расположен маховик и элементы сцепления на схеме (речь об однодисковом сцеплении):
- рычаг педали сцепления;
- вал, передающий энергию нажатия;
- вилка выключения муфты;
- нажимной диск;
- ведомый диск;
- демпферная система, состоящая из пружин ведущего диска;
- выжимной рычаг;
- подшипник упорного типа;
- феродо или накладки;
- первичный вал КПП.
Таблица заводских допустимых размеров и зазоров основных деталей муфты
| Обозначение и наименование сопряженных деталей | Номинальный размер и допуск, мм | Зазор, мм | Предел допустимого износа, мм |
|---|---|---|---|
| 2141-1701030 - первичный вал коробки передач | 1,595+0,046+0,029 (высота зуба вала) | 0,02 - 0,132 | 0,3 |
| 2141-1601142 - ступица ведомого диска | 1,661+0,066+0,033 (впадина ступицы) | ||
| 2141-1601036-10 - направляющая втулка | 31-0,080-0,180(диаметр) | 0,08 - 0,219 | 0,4 |
| 2141-1602055 - валик педалей | 20-0,033 (диаметр) | ||
| 2141-1601242 - вал выключения сцепления | 20-0,033 (диаметр) | 0,04 - 0,325 | 0,6 |
| 2141-1601222 - втулка вала большая | 3,48-0,12 (толщина стенки) |
Признаки износа маховика
Главным признаком износа детали является поддергивание педали сцепления при нажатии. «Рывки» машины – первый признак того, что с маховиком или сцеплением что-либо не в порядке.
Еще одним явным признаком износа являются видимые внешние повреждения. Но увидеть их без разбора машины невозможно. По этой причине опытные водители советуют: если проводится ремонт автомобиля, снимается коробка, обязательно проверьте состояние маховика и сцепления.
Второстепенными признаками износа принято считать затрудненное переключение скоростей, пробуксовку автомашины, резкий или чересчур медленный старт и т.п.
От признаков износа маховика отличаются признаки износа сцепления. В этом случае, если диск сцепления отжил свой ресурс, в салоне автомобиля и под капотом будет явно ощутим запах гари.
Еще одним признаком износа диска является неполное задействование механизма. Решением проблемы в этом случае станет замена детали или прокладки. Если этого не сделать вовремя, в дальнейшем владельца ждет капитальный и дорогостоящий ремонт.
Современные автомобили часто оснащаются не стандартными механическими коробками, а роботами. На таких КПП о необходимости ремонта сцепления будет свидетельствовать неожиданное включение защитной системы.
Также на роботе признаком выхода из строя сцепления является затрудненное переключение скоростей.
Как проводится проверка
Если работа маховика или диска сцепления попадает под сомнение, надо провести следующие диагностические приемы:
- диагностировать состояние плоскости маховика (зеркала) на наличие задиров, царапин или других следов износа;
- осуществить проверку на биение – оно не должно превосходить две десятые миллиметра (в случае повышенного биения принимаются неотложные меры, иначе произойдет износ ведомого диска, будут наблюдаться рывки и дерганья в процессе задействования сцепления);
- диагностируется искореживание диска муфты (НДС) и маховика (если наблюдается коробление, то оно устраняется путем шлифования).
Примечание. Самая малая дозволенная толщина НДС обязана быть не менее 20-21 мм. Тоньше этого диск быть не должен, иначе происходит ухудшение работы демпферной системы сцепления.
Вот еще, что следует проверить:
- диагностировать зеркало НДС на гладкость (при этом допустима вогнутость не более 0.08 мм, а выпуклости вообще быть не должно);
- проверяется чистота зеркала (должна быть не ниже 1.6 мкм);
- тщательно диагностировать первый вальный подшипник (не допускается никаких заеданий);
- отдельно проверять фрикционные накладки, которые обязательно надо менять при появлении на них трещин или значительном износе материала (головки фиксаторных заклепок не должны утопать относительно рабочей поверхности материала более 0.2 мм).
Зная допустимый износ маховика и элементов муфты, удастся предостеречь основные проблемы и сложности, несущие кардинальный характер.
Допустимые и предельные износы деталей
Для уяснения понятий о допустимом и предельном износе рассмотрим кривую наиболее общего случая естественного механического износа в результате работы сил трения (рис. 3). Кривая справедлива для большинства сопряженных подвижных деталей, работающих с установившимся режимом и имеет три особо выраженных участка. Начальный криволинейный участок I характеризует процесс приработки нового сопряжения; прямолинейный участок II, наибольший по протяженности, соответствует промежутку времени нормальной работы сопряжения (естественный износ); криволинейный участок III соответствует промежутку времени разрушения сопряжения вследствие износа его сверх допустимого предела (предельный износ).
В виде обобщающего примера рассмотрим, подвижное сопряжение вал - отверстие. В этом случае между деталями предусматривается некоторый зазор, величина которого определяется классом точности и посадкой. На графике (рис. 4) по вертикальной оси вверх от точки О, соответствующей номинальному размеру сопряжения, будем откладывать изменения в диаметре вала, вниз - изменения в диаметре отверстия, а по горизонтальной- время работы данного сопряжения.
Рис. 3. Типовая кривая износа деталей
Рис. 4. Нарастание зазора в сопряжении вал - отверстие
При решении вопроса о ремонте детали недостаточно знать только величину ее предельного износа, необходимо определить еще и степень ее годности, т. е. установить, требует ли деталь немедленного ремонта или она сможет проработать еще один межремонтный срок.
Для решения этой задачи необходимо лабораторными испытаниями или на основе практических данных установить закономерность нарастания износа. Зная закономерность для данного сопряжения, можно-определить, какой промежуток времени при имеющемся износе сможет проработать это сопряжение до предельного износа.
Если закономерность нарастания естественного износа известна и выражена в виде кривых (см. рис. 4), где в точке tB износ достигает предельной величины, то измерительным инструментом устанавливают абсолютные величины износов Mk\ вала и Mk2 отверстия и откладывают их по вертикальной оси, проектируя точки на кривые. Соединяют полученные точки К\ и Кг прямой линией. Если отрезок времени tKtB больше межремонтного промежутка, то деталь еще может работать без ремонта, если меньше, то ее необходимо ремонтировать.
Следовательно, можно считать, что первоначальный износ появляется в первый период приработки двух деталей. Он в значительной степени зависит от первоначального (конструктивного) зазора нагрузки и первоначальной чистоты (качества) рабочих поверхностей новых сопряженных деталей.