Граничні знос деталей і вплив зносу на роботу машин

Граничні знос деталей і вплив зносу на роботу машин

Окремі деталі і механізми будівельних машин в процесі експлуатації зношуються під впливом сил тертя, навантажень, умов роботи і навколишнього середовища. Особливо великий знос мають деталі, що працюють в безпосередньому контакті з грунтом. До них відносяться ріжучі елементи робочих органів - ножі відвалів бульдозерів, скреперів і автогрейдерів, ікла корчевателей, зуби розпушувачів та екскаваторів, а також деталі гусеничного ходу - ланки гусениць, опорні і підтримуючі катки, зірочки і т. Д.

Зношування деталей, що виконують різні функції, відбувається нерівномірно. У міру збільшення зносу порушується нормальна робота самої машини. З плином часу основні експлуатаційні показники помітно погіршуються. Серйозні зміни відбуваються внаслідок зношування силової установки: різко зменшується потужність двигуна, підвищується витрата палива і мастильних матеріалів, збільшуються втрати на тертя в механізмах силової передачі. Істотними є зміни і в інших механізмах. Знос деталей веде до зменшення надійності машини в цілому - машина працює з перебоями, що знижує коефіцієнт її використання протягом зміни, місяця, року. Іноді знос окремих деталей унеможливлює подальшу роботу машини. У цьому випадку важливо встановити гранично допустимі знос в деталях і складальних одиницях, що дозволить виключити роботу машин на знос.

Мал. 16.2. Схематичне зображення двох шорсткуватих поверхонь, що знаходяться в контакті

У кожному механізмі завжди є два типи з'єднань деталей: нерухомі і рухомі. У новій машині характер кожного сполучення задається у вигляді певної посадки. У рухливих сполученнях посадка визначає свободу відносного переміщення деталей, а у нерухомих - міцність їх взаємного з'єднання. Рухливі посадки характеризуються величиною зазору, а нерухомі - натягом. Отже, причину порушення працездатності деталей і механізмів машини потрібно шукати в порушенні працездатності окремих сполучень, що викликається перевищенням гранично допустимих зазорів в рухомих сполученнях і порушенням міцності з'єднання деталей в нерухомих з'єднаннях.

Якщо окремі деталі і механізми перестають задовольняти пропонованим до них вимогам, то це означає, що в машині з'явилися несправності, потрібний ремонт. Замінюючи в міру необхідності зношені деталі новими або відновленими, підтримується працездатність машини.
Одним з критеріїв необхідності ремонту сполучених деталей є їх граничний знос, при якому подальша нормальна робота цих сполучень неможлива.

Експлуатаційні випробування будівельних машин дозволили знайти основні показники зношування деталей - кількісну величину зносу, швидкість і темп зношування (відношення величини зносу до одиниці вироблення машини). Наприклад, термін служби ножів бульдозерів в грунтах II групи не перевищує 500 ... 600 ч, зубів роторного екскаватора 50 ... 60 год, а ножів автогрейдерів 200 ... 300 ч.

При будь-найдосконалішою конструкції і ретельному технічному догляді неминучий знос машини, який визначається як відношення фактичного терміну служби або виконаного машиною обсягу робіт до середніх або нормативними термінами або обсягами робіт. Ступінь зносу визначають з метою встановлення вартості машин на якийсь певний момент. Крім того, знос одних деталей часто тягне за собою підвищений знос сполучених з ними. При зносі виникають додаткові динамічні навантаження і міцність деталей зменшується, що підвищує
ймовірність несподіваних поломок і аварій.

Більшість деталей будівельних машин піддається впливу різних видів зношування. Переважним є механічне, яке підпорядковується певної закономірності (рис. 16.3). Зношування деталей може бути природним і форсованим. Природне зношування виходить в результаті старіння машини (в зв'язку з цим відбувається зміна фізико-механічних властивостей металу і тертя, порушення зазорів в сполучених поверхнях деталей), різних теплових і хімічних впливів середовища. Таке зношування має закономірний характер. На рис. 16.3 процес зношування деталей представлений графічно. По горизонтальній осі відкладається час роботи деталі в годинах, а по вертикальній - знос деталі в мікронах. Крива зношування має ділянку OA (період підробітки деталі), ділянка АВ (період нормального природного зношування) і ділянка ВС - (період форсованого зношування деталі).

Протягом першого періоду експлуатації машини - періоду підробітки сполучених деталей - зношування поверхонь тертя відбувається інтенсивно. За деякий час tx труться поверхні деталей готуються до сприйняття експлуатаційних навантажень. Нові деталі мають поверхні зі значними нерівностями, а отже, і невелику площу зіткнення. У міру підробітки ці нерівності згладжуються, фактична площа контакту збільшується і швидкість зношування зменшується.

В процесі підробітки деталей режим роботи машини повинен бути значно полегшений, інакше велике тепловиділення в зонах тертя може привести до сплаву і відриву частинок металу сполучених поверхонь. При цьому мастило розріджується і рясно забруднюється металевим пилом.

Мал. 16.3. Крива механічного зношування

На ділянці АВ знос триває, але інтенсивність його при нормальних умовах роботи сполучення незначна. Відрізок часу t2 відповідає більшій частині роботи механізму, коли знос наростає рівномірно, майже по прямій лінії.

У міру зношування деталей зазори в рухомих сполученнях збільшуються, викликаючи додаткові динамічні навантаження і погіршення умов змащування тертьових поверхонь. Після досягнення певної величини зносу (ділянка кривої від точки В і далі) швидкість зношування різко збільшується, і настає третій період роботи сполучених деталей, що характеризується різким збільшенням зносу і неприпустимим збільшенням зазору в сполученнях. У цей період змінюються геометрична форма деталей і умови роботи поверхонь тертя. При цьому рідинне тертя може перейти в прикордонні області і викликати виплавлення антифрикционного сплаву у підшипників, утворення задирів на поверхнях, що труться і т. Д. Тому подальша експлуатація деталей небажана.

Такий знос, при якому експлуатація деталі унеможливлюється або неприпустимою, називається граничним. Граничний знос деталей - це досягнення таких розмірів і стану, при яких нормальна робота сполучених деталей неможлива, так як може призвести до аварії, т. Е. Деталь виробила ресурс.

Допустимими називаються розміри і інші характеристики деталі, при яких деталь може бути використана в машині без ремонту. Їх визначають виходячи з граничних розмірів зносу деталей.

До атегорія: - Будівельна техніка та обладнання 4