Закономерности изнашивания элементов механического оборудования
В процессе работы машины с ухудшением ее технического состояния постепенно меняются условия смазки, динамический режим нагружения, условия теплоотвода, характер взаимодействия деталей в узлах трения, физико-механические параметры материалов деталей и показатели эксплуатационных свойств смазочных материалов и рабочих жидкостей. Поэтому закономерности изнашивания элементов машин во времени отличаются не только для различных узлов трения, но и для разных условий эксплуатации каждого узла.
Наибольшее распространение в качестве теоретической модели изменения износа сопряжения трения во времени получила закономерность, предложенная В.Ф. Лоренцом. Такой характер зависимости износа от времени справедлив для большого числа различных узлов трения, что и послужило основанием для широкого признания указанной кривой.
Однако невозможно ограничиться описанием закономерностей изнашивания всех сопряжений с помощью кривой одного типа. В результате анализа многочисленных экспериментальных исследований получена классификация возможных вариантов зависимости износа от продолжительности работы трущейся пары (рис.15).
Рис. 15. Изменение износа И (сплошная кривая) и скорости изнашивания (штриховая кривая) во времени
График I изнашивания характерен для элементов подшипников скольжения. Графики закономерности II и IV соответствуют плунжерным парам гидронасосов и топливных агрегатов. Графики III, VII и VIII характеризуют абразивное изнашивание от фрикционных элементов тормозов и сухих муфт сцепления. Графики V—VI соответствуют изнашиванию некоторых шлицевых соединений. Наиболее часто для описания закономерности изнашивания элементов оборудования применяют выражение:
(44)
где а и b — постоянные коэффициенты, зависящие от режима работы сопряжения.
Примерные значения показателя степени а для следующих сопряжений оборудования:
подшипники качения и скольжения 1,5
посадочные гнезда корпусных деталей 1,0
зубья (по толщине) шестерен 1,5
шлицы валов 1,4—1,5
валики, пальцы и оси 1,4
фрикционные элементы тормозов и муфт сцепления 1,0
Характер изнашивания и закономерность изменения износа во времени объясняются целым рядом неслучайных причин, действие которых нетрудно прогнозировать заранее. К таким неслучайным детерминированным причинам относятся: увеличение площади контакта деталей в процессе изнашивания, изменение физико-механических свойств материала детали по глубине, рост динамических нагрузок и ухудшение условий смазки по мере увеличения зазоров в сопряжениях и т.д. Зная характер изменения каждого из перечисленных факторов, можно построить ориентировочную кривую изнашивания сопряжения. Однако процесс изнашивания зависит еще и от целого ряда случайных факторов, к которым относятся: нестационарный режим работы машины, колебания свойств материалов деталей, смазочных материалов и рабочих жидкостей, воздействие окружающей среды и т.д. Характер изменения и степень воздействия этих факторов обычно трудно предвидеть заранее достаточно определенно. Поэтому процесс накапливания износа деталями машин обладает большим рассеиванием. Для учета разброса значений износа необходимо провести вероятностный анализ изнашивания, позволяющий оценить влияние случайных факторов на развитие закономерности.
Для выявления закономерности изнашивания сопряжений проводят лабораторные, полигонные испытания, а также исследования в условиях эксплуатации машин.
Для полного математического описания закономерности изнашивания необходимо: во-первых, получить зависимость износа от продолжительности работы сопряжения без учета влияния случайных факторов, т.е. по детерминированным значениям факторов; во-вторых, определить вероятностные характеристики изнашивания как случайного (стохастического процесса) и с их помощью установить верхнюю и нижнюю доверительные границы — кривые, в пределах которых заключены все возможные реализации износа данного сопряжения.
Области применения закономерностей изнашивания сопряжений механического оборудования очень широки. Определение зависимости износа детали от времени необходимо для оценки ее ресурса, для расчета объема запасных частей, для планирования управляющих технических воздействий во время эксплуатации при прогнозировании надежности оборудования на стадии конструирования.
Раздел IV.
Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 3916;