Гост 30858-2018 «забезпечення зносостійкості виробів

Забезпечення зносостійкості виробів

Триботехнические ВИМОГИ І ПОКАЗНИКИ

Принципи забезпечення. загальні положення

Цілі, основні принципи та основний порядок проведення робіт з міждержавної стандартизації встановлені ГОСТ 1.0-92 «Міждержавна система стандартизації. Основні положення »та ГОСТ 1.2-97« Міждержавна система стандартизації. Стандарти міждержавні, правила і рекомендації з міждержавної стандартизації. Порядок розробки, прийняття, застосування, відновлення і скасування »

1. РОЗРОБЛЕНО Всеукраїнським науково-дослідним інститутом стандартизації і сертифікації в машинобудуванні (ВНІІНМАШ) Федерального агентства з технічного регулювання і метрології

2. ВНЕСЕНО Технічним комітетом зі стандартизації ТК128 «Випробування і розрахунки на міцність і ресурс»

За прийняття стандарту проголосували:

Скорочене найменування країни по МК (ISO 3166) 004-97

Цей стандарт встановлює принципи забезпечення триботехнических вимог і показників виробів і їх складових частин (далі - виробів), що працюють в умовах тертя і зносу, при їх проектуванні, виготовленні та експлуатації.

Встановлені цим стандартом триботехнические вимоги і показники, від яких залежить безпека виробів для життя і здоров'я населення, навколишнього середовища, обов'язкові для застосування.

У цьому стандарті є нормативні посилання на наступний державний стандарт і класифікатор:

ГОСТ 27674-88 Тертя, зношування та змащування. терміни та визначення

МК (ISO 3166) 004-97 Міждержавний класифікатор країн світу

У цьому документі використано терміни по ГОСТ 27674.

4.1. Триботехнические властивості виробів характеризують контактна взаємодія твердих тіл при їх відносному переміщенні і залежать від триботехнических властивостей конструкційних і мастильних матеріалів.

4.2. До триботехнические властивостями матеріалів відносять:

а) зносостійкість - здатність матеріалу чинити опір зношування в певних умовах тертя;

б) сумісність при терті для сполучених матеріалів - допустимі значення сили тертя, інтенсивності зношування та ймовірності заїдання *;

в) прілегаемость при терті - здатність матеріалу збільшувати поверхню тертя за рахунок пружного і пластичного деформування поверхневого шару;

г) здатність до поглинання твердих часток - властивість матеріалу поглинати в поверхневому шарі тверді частинки під дією робочих навантажень **;

д) здатність поверхневого шару відводити тепло - теплофізичні властивості матеріалів трибосопряжений, що забезпечують відведення тепла, що виділився внаслідок фрикційного розігріву;

е) прірабативаемость - здатність матеріалів пари тертя зменшувати силу тертя, темпера туру і інтенсивність зношування в процесі підробітки.

* - сумісні з триботехнические властивостями матеріали запобігають можливість схоплювання при терті сполучених поверхонь і забезпечують стабільні значення сили тертя.

** - сприяє зменшенню царапающего або ріжучої дії твердих частинок.

4.3. До триботехнические властивостями мастильних матеріалів відносять:

а) сумісність мастильних матеріалів - здатність двох або декількох мастильних матеріалів змішуватися між собою без погіршення їх експлуатаційних властивостей і стабільності при зберіганні;

б) консистенцію мастильного матеріалу - здатність пластичних мастильних матеріалів чинити опір деформації при зовнішньому впливі;

в) в'язкість, що визначає можливість рідкого, напіврідкого і напівтвердого речовин чинити опір при терті;

г) здатність мастильного матеріалу знижувати знос і силу тертя незалежно від його в'язкості.

5.1. Триботехнические показники виробів залежать від триботехнических властивостей матеріалів, конструкції виробів, технології виготовлення, режимів і умов експлуатації, якості технічного обслуговування і ремонту.

5.2. До триботехнические показників відносять:

- несучу здатність при терті;

- геометричні, технічні та фізико-хімічні характеристики приповерхневого шару;

- сумісність при терті;

- енергетичні втрати в трибосопряжений.

5.2.1. Зносостійкість виробу визначають наступні показники:

- знос - зміна маси виробів, їх розмірів, кількості металу в маслі або зміна параметрів вироби, що залежать від зносу поверхонь або сполучень;

- швидкість зношування - відношення значення зносу до інтервалу часу, протягом якого він виник (миттєва - в певний момент часу, середня - за певний інтервал часу);

- інтенсивність зношування (миттєва, середня) - відношення значення зносу до обумовленого шляху, на якому відбувається зношування, або обсягу виконаної роботи.

Примітка. У перехідному режимі (до закінчення підробітки) зносостійкість характеризується максимальною інтенсивністю зношування за час перехідного процесу, середньою інтенсивністю зношування, ставленням середньої інтенсивності зношування в стаціонарному режимі до середньої інтенсивності зношування в перехідному режимі.

5.2.2. До показників несучої здатності при терті відносять критичні значення навантаження (тиску), вантажопідйомність, швидкість ковзання (кочення), температуру зовнішнього розігріву, зміна яких призводить до заїдання або виходу за встановлені межі параметрів працездатності вузла тертя.

5.2.3. Показники антіфрікционності вироби характеризують антіфрікционность поєднання матеріалів, яку визначають коефіцієнт тертя, потужність тертя (робота сил тертя в одиницю часу), питома потужність тертя (потужність на одиницю площі поверхні тертя), робота сил тертя за певний період часу або на певному шляху тертя.

Примітка. У перехідному режимі антіфрікционность визначають максимальний (середній) коефіцієнт тертя і ставлення потужності тертя в стаціонарному режимі до середньої потужності тертя в перехідному режимі.

5.2.4. До показників фрикційної термостойкости відносять температуру фрикційного розігріву в стаціонарному режимі, а також середню та максимальну температури в перехідному режимі. Можна використовувати діапазон температур фрикційного розігріву при допустимих і стабільних інтенсивності зношування та (або) коефіцієнтах тертя.

5.2.5. Показники прірабативаемості визначають для перехідного режиму підробітки діапазоном і швидкістю зміни показників і характеристик і 5.2.2 - 5.2.4.

5.2.6. Для визначення геометричних, технічних і фізико-хімічних характеристик приповерхневого шару вимірюють твердість, мікротвердість, щільність, теплофізичні параметри, а також перевіряють наявність і розміри візуально спостережуваних ушкоджень поверхонь: подряпин, виривів, наволакивания, задирів, відколів, слідів відлущування і викришування.

5.2.7. Показники сумісності при терті залежать від характеристик, встановлених в 4.2, перелік б), і 4.3, перерахування а).

5.2.8. Енергетичні втрати в трибосопряжений - зміна частки енергії механічних систем, що витрачається на тертя.

6.1. Забезпечення триботехнических вимог і показників визначається розробкою, нормуванням і дотриманням комплексу взаємопов'язаних правил, норм і вимог до виробів при їх проектуванні, виготовленні та експлуатації з метою підвищення їх зносостійкості і надійності, заощадження дефіцитних матеріалів, економії енергії, підвищення рівня безпеки виробів, а також поліпшення інших триботехнических властивостей і характеристик.

6.2.1. При встановленні граничних зносів слід керуватися технічними та економічними критеріями.

Технічними критеріями є:

- початок різкого зростання інтенсивності зношування;

- гранично допустимий зниження міцності зношуються деталі внаслідок зміни її розмірів;

- що виходить за межі допустимого вплив зносу окремих деталей сполучення на працездатність інших деталей;

- самовиключеніе вироби з роботи;

- порушення кінематичного взаємодії деталей;

- виникнення триботехнических відмов (зменшення сили тертя до рівня нижче допустимого, заїдання, заклинювання механізмів, досягнення граничного зносу);

- зміна або неможливість виконання виробом заданих функцій.

Економічні критерії визначає мінімум експлуатаційних витрат за встановлений термін служби виробу.

6.2.2. Граничний знос повинен призначатися з урахуванням встановлених в нормативних документах або конструкторської документації допусків на граничні значення наступних параметрів вироби:

- якість роботи вироби;

- витрата паливно-мастильних матеріалів;

- герметичність (витік через сальники і ущільнення);

- втома і міцність;

- взаємодія складових частин;

- навантаження, удари, вібрація.

6.2.3. Граничний знос окремих елементів багатоланкових механізмів, у яких параметр (замикаюча ланка) є лімітуючим нормальне функціонування вироби в заданих умовах, визначається сумою зносів елементів вироби (складових ланок).

Граничний знос деталі, у якій зношуються кілька поверхонь, встановлюють по поверхні, раніше інших досягла граничного стану.

6.3. Комплексна конструктивна відпрацювання виробів по триботехнические показниками включає в себе:

- виявлення вузлів і поверхонь деталей виробів, що працюють в умовах тертя і зносу;

- вибір виду тертя в опорах (ковзання або кочення);

- визначення форми і розмірів поверхонь тертя з метою надання робочим елементам деталей раціональної форми, що забезпечує рівномірний розподіл напружень в зоні контакту і постійно поновлюваної в процесі зношування;

- встановлення норм точності сполучених розмірів деталей і вимог до якості поверхонь тертя;

- вибір принципової схеми роботи вузлів тертя і оцінку їх впливу на зносостійкість і надійність машини в цілому;

- вибір матеріалів і їх поєднання в парах тертя;

- розробку вимог, що забезпечують зменшення загальних і місцевих перевантажень;

- забезпечення нормального функціонування вузлів тертя в заданих умовах за допомогою мастильної системи, захисту від забруднюючої дії середовища, блукаючих струмів і перегріву від сторонніх джерел тепла, що впливають систематично або епізодично на вузол в процесі роботи;

- забезпечення компенсації зносу за рахунок періодичного зміни взаємного положення сполучених тіл в міру зносу і автоматичного регулювання положення сполучених тіл, що ліквідовує виникають зазори або забезпечує задане зусилля в парі тертя;

- визначення необхідності введення в зонах можливого зносу вставок зі зносостійких матеріалів;

- забезпечення експлуатаційної технологічності конструкції при ремонті і заміні зношених деталей і вузлів тертя;

- захист труться деталей і вузлів від можливих аварійних пошкоджень при експлуатації, потрапляння абразиву і інших забруднень;

- розробку засобів діагностування технічного стану вузлів тертя.

6.4.1. Мастила та присадки до них вибирають в залежності від їх функцій, які виконуються в даному механізмі (зменшення сил тертя, зниження зносу, охолодження деталей, захист від корозії, забезпечення герметичності вузла тертя, безперервна очистка поверхонь), з урахуванням критеріїв, що визначають якість виробів ( зниження втрат при передачі енергії, зменшення зносу і підвищення довговічності машин, зменшення витрат на ремонт і технічне обслуговування).

6.4.2. Мастильні матеріали повинні відповідати наступним вимогам:

- зберігати працездатність в широкому діапазоні температур, тисків і швидкостей;

- легко заповнити западини і мікронерівності на робочих поверхнях;

- створювати якомога більший опір зрушенню в перпендикулярному і менше - в дотичному напрямках до поверхонь тертя;

- не викликати вибухів і пожеж;

- не чинити шкідливого впливу на матеріали, з яких виготовлені деталі машин;

- забезпечувати мастило при найменшій витраті мастильних матеріалів;

- не зраджувати властивостей при зберіганні і транспортуванні; Не утворювати шкідливих і небезпечних відкладень; бути стійкими до радіоактивного опромінення або хімічно агресивних середовищ; НЕ вспениваться і не утворювати емульсій.

* - під поверхнею тертя слід розуміти зовнішній шар, який за будовою і фізичними властивостями відрізняється від внутрішньої частини виробу.

6.5.1. Якість поверхні тертя визначають геометричні характеристики поверхні (макроотклоненія, хвилястість, шорсткість), механічні, фізичні та хімічні властивості тонких поверхневих шарів і напруги в них.

6.5.2. При формуванні якості поверхні тертя слід враховувати:

- вихідні характеристики конструкційного матеріалу;

- зовнішні механічні дії (швидкість переміщення і навантаження на тертьові поверхні);

- деформації, що виникають при контактуванні;

- фізико-хімічний вплив середовища, в якій працює вузол тертя;

- температурний режим роботи вузла тертя.

6.5.2. Оптимальні значення показників зносостійкості повинні бути досягнуті за рахунок утворення на поверхнях зміцнених плівок і шарів вторинних структур, більш зносостійких, ніж первинні структури, одержувані при виготовленні виробів.

Примітка. Показники зносостійкості виробів залежать від раціонального поєднання характеристик первинних структур поверхні, одержаних під час виробництва, і характеристик вторинних структур, що виникають і розвиваються безпосередньо в процесі тертя в умовах експлуатації.

6.5.3. Для машин і механізмів, що працюють в умовах надвисоких швидкостей, високих і низьких температур, глибокого вакууму, хімічно агресивних або хімічно інертних середовищ і неможливості в умовах експлуатації переходу від характеристик первинних структур поверхневих шарів до вторинних зміцненим структурам, зносостійкість поверхонь тертя повинна забезпечуватися конструктивними і технологічними розробками по створенню такої первинної структури поверхонь тертя, характеристики якої в складних умовах роботи істотний про не змінюються.

Методи зміцнення поверхонь деталей і машин вибирають з урахуванням цільового призначення виробів і умов їх експлуатації.

6.6.1. Для підробітки виробів, що входять до складу машин, використовують технологічний процес обкатки з метою:

- підготовки машин до сприйняття експлуатаційних навантажень;

- запобігання перегріву і заїдань виробів при їх експлуатації зведенням до мінімуму похибок поверхонь, що сполучаються і неточностей в їх взаємне розташування, допущених при виготовленні виробів.

6.6.2. У процесі обкатки встановлюють послідовність і тривалість навантаження машин при відповідних швидкісних характеристиках, а також якість роботи окремих вузлів тертя при підвищених температурах, якщо це передбачено конструкцією машин.

Мастильні матеріали (масло, мастильна паста та ін.) При обкатці повинні виключати заїдання пар тертя.

Для прискорення і підвищення якості підробітки вузлів тертя допускається додавати в мастильний матеріал частинки абразиву і полімерні присадки, вводити інактивні (графіт, молібден), поверхнево-активні (олеїнової кислоти) і хімічно активні (ортооксіхінолін і сульфосаліцилова кислота) речовини, а також застосовувати притирання і прішабровку поверхонь.

6.6.3. Закінчення підробітки визначають наступні критерії:

- перехід на прямолінійний ділянку кривої зношування;

- досягнення мінімуму потужності, необхідної на холостий хід машини;

- стабілізація моменту тертя і температури;

- досягнення найбільшої ефективної потужності двигуна при заданій швидкості;

- досягнення певної міри прилягання контактуючих поверхонь і освіту робочого шару не менше ніж на 80% контактує поверхні.

6.7.1. При досягненні ефекту виборчого перенесення в результаті тертя в зоні контакту мимовільно утворюється не окислюється тонка металева плівка з низьким опором зсуву, не здатна наклепує.

6.7.2. Ефект виборчого перенесення повинен враховуватися при виборі конструктивного виконання виробів, мастильних і конструкційних матеріалів в наступних випадках:

- контактування поверхонь відбувається через м'який шар металу, при цьому основний метал відчуває знижений тиск;

- металева плівка при деформації не наклепує при терті і може багаторазово деформуватися без руйнування;

- тертя відбувається без окислення поверхонь;

- продукти зносу переходять з однієї треться поверхні на іншу і назад і утримуються в зоні тертя.

Триботехнические вимоги до виробів слід визначати на підставі характеристик, норм і правил, встановлених в розділах 4 - 6.

Триботехнические вимоги повинні встановлюватися в національних стандартах на загальні вимоги до якості продукції, технічних умовах на конкретні види продукції, а також в конструкторської, технологічної та експлуатаційної документації.

Ключові слова: зносостійкість виробів, тертя, зношування, триботехнические властивості, вимоги та показники, принципи забезпечення.