Знос деталей промислового обладнання

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

РЕФЕРАТ
на тему: Знос деталей
Омськ - 2007

ЗНОС ДЕТАЛЕЙ ПРОМИСЛОВОГО ОБЛАДНАННЯ
Сутність явища зносу
Термін служби промислового обладнання визначається зносом його деталей - зміною розмірів, форми, маси або стану їх поверхонь внаслідок зношування, тобто залишкової деформації від постійно діючих навантажень або із-за руйнування поверхневого шару при терті.
Швидкість зношування * деталей устаткування залежить від багатьох причин: умов та режиму їх роботи; матеріалу, з якого вони виготовлені; характеру змащення тертьових поверхонь; питомої зусилля і швидкості ковзання *; температури в зоні сполучення; стану навколишнього середовища (запиленість та ін.)
Величина зносу характеризується встановленими одиницями довжини, об'єму, маси та ін Визначається знос по зміні зазорів між сполучаються поверхнями деталей, появі течі в ущільненні, зменшення точності обробки виробу та ін Знос бувають нормальними і аварійними. Нормальним, або природним, називають знос, який виникає при правильній, але тривалої експлуатації машини, тобто в резуль-
* Швидкість зношування - це відношення значень характеризують величин до інтервалу часу, протягом якого вони виникли.
таті використання заданого ресурсу її роботи. Аварій-н и м, або прогресуючим, називають знос, який настає протягом короткого часу і що досягає таких розмірів, що подальша експлуатація машини стає неможливою. При певних значеннях змін, що виникають в результаті зношування, настає граничний знос, що викликає різке погіршення експлуатаційних якостей окремих деталей, механізмів і машини в цілому, що викликає необхідність її ремонту.
Сутність явища тертя
Першорядною причиною зношування деталей (особливо сполучаються і тертьових при русі один про одного) є тертя - процес опору відносному переміщенню, що виникає між двома тілами в зонах зіткнення їх поверхонь по дотичних до них, супроводжуваний диссипацией енергії, тобто перетворенням її в теплоту. У повсякденному житті тертя приносить одночасно і користь, і шкоду. Користь полягає в тому, що з-за шорсткості всіх без винятку предметів в результаті тертя між ними не виникає ковзання. Цим пояснюється, наприклад, те, що ми вільно можемо пересуватися по землі, не падаючи, предмети не вислизають із наших рук, цвях міцно тримається в стіні, поїзд рухається по рейках і т. п. Те ж саме явище тертя спостерігається у механізмах машин, робота яких супроводжується рухом взаємодіючих частин. У цьому випадку тертя дає негативний результат - зношування сполучених поверхонь деталей. Тому тертя в механізмах (за винятком тертя гальм, приводних ременів, фрикційних передач) -; явище небажане.
Види і характер зношування деталей
Види зносу розрізняють у відповідності з існуючими видами зношування-механічне (абразивне, втомне), корозійне та ін
Механічний знос є результатом дії сил тертя при ковзанні однієї деталі за іншою. При цьому виді зносу відбувається стирання (зрізання) поверхневого шару металу та спотворення геометричних розмірів у спільно працюють деталей. Знос цього виду найчастіше виникає при роботі таких поширених сполучень деталей, як вал - підшипник, станина - стіл, поршень - циліндр та ін Він з'являється і при терті кочення поверхонь, так як цього виду тертя неминуче супроводжує і тертя ковзання, однак у подібних випадках знос буває дуже невеликим.
Ступінь і характер механічного зносу деталей залежать від багатьох чинників: фізико-механічних властивостей верхніх шарів металу; умов роботи і характеру взаємодії сполучених поверхонь; тиску; відносної швидкості переміщення; умов змащування тертьових поверхонь; ступеня шорсткості останніх і ін Найбільш руйнівну дію на деталі надає абразивне зношування, яке спостерігається в тих випадках, коли тертьові поверхні забруднюються дрібними абразивними і металевими частинками. Зазвичай такі частинки потрапляють на тертьові поверхні при обробці на верстаті литих заготовок, в результаті зношування самих поверхонь, потрапляння пилу та ін Вони тривалий час зберігають свої ріжучі властивості, утворюють на поверхнях деталей подряпини, задири, а також, змішуючись з брудом, виконують роль абразивної пасти, в результаті дії якої відбувається інтенсивне притирання і зношування поверхонь, що сполучаються. Взаємодія поверхонь деталей без відносного переміщення викликає зминання металу, що характерно для шпонкових, шліцьових, різьбових та інших з'єднань.
Механічний знос може викликатися і поганим обслуговуванням устаткування, наприклад порушеннями в подачі мастила, неякісним ремонтом і недотриманням його термінів, потужностний перевантаженням і т. д.
Во. час роботи багато деталей машин (вали, зуби зубчастих коліс, шатуни, пружини, підшипники) піддаються тривалого дії змінних динамічних навантажень, які більш негативно впливають на міцнісні властивості деталі, ніж навантаження статичні. Втомний знос є результатом дії на деталь змінних навантажень, що викликають втому матеріалу деталі і його руйнування. Вали, пружини та інші деталі руйнуються внаслідок втоми матеріалу в поперечному перерізі. При цьому виходить характерний вигляд зламу із двома зонами - зоною розвиваються тріщин і зоною, за якою стався злам. Поверхня першої зони гладка, а другий - з раковинами, а іноді зерниста.
Втомні руйнування матеріалу деталі не обов'язково повинні відразу призвести до її поломки. Можливо також виникнення втомних тріщин, лущення та інших дефектів, які, однак, небезпечні, оскільки викликають прискорений знос деталі і механізму. Для запобігання втомного руйнування важливо правильно вибрати форму поперечного перерізу знову виготовленої або ремонтованої деталі: вона не повинна мати різких переходів від одного розміру до іншого. Слід також пам'ятати, що грубо оброблена поверхня, наявність рисок і подряпин можуть стати причиною виникнення тріщин від утоми.
Знос при заедании виникає в результаті прилипання («схоплювання») однієї поверхні до іншої. Це явище спостерігається при недостатній мастилі, а також значному тиску, при якому дві поверхні, що сполучаються зближуються настільки щільно, що між ними починають діяти молекулярні сили, що призводять до їх схоплюванню.
Корозійний знос є результатом зношування деталей машин і установок, що знаходяться під безпосереднім впливом води, повітря, хімічних речовин, коливань температури. Наприклад, якщо температура повітря у виробничих приміщеннях нестійка, то кожного разу при її підвищенні містяться

Рис. 1. Характер механічного зносу деталей:
а - напрямних станини і столу, б - внутрішніх поверхонь циліндра, в - поршня, г, д - вала, е, ж - зубів колеса, з - різьби гвинта і гайки, і - дискової фрикційної муфти; 1 - стіл, 2 - станина , 3 - спідниця, 4 - перемичка, 5 - днище, 6 - отвір, 7 - підшипник, 8 - шийка валу, 9 - зазор, 10 - гвинт, / / ​​- гайка; І - місця зносу, Р »діючі зусилля
в повітрі водяні пари, стикаючись з більш холодними металевими деталями, осідають на них у вигляді конденсату, що викликає корозію, тобто руйнування металу внаслідок хімічних та електрохімічних процесів, що розвиваються на його поверхні. Під впливом корозії в деталях утворюються глибокі роз'їдання, поверхня стає губчастої, втрачає механічну міцність. Ці явища спостерігаються, зокрема, у деталей гідравлічних пресів і парових молотів, що працюють у середовищі пари або води.
Зазвичай корозійний знос супроводжується і механічним зносом внаслідок сполучення однієї деталі з іншого. У цьому випадку відбувається так званий корозійно-механ-ч е з до і і, тобто комплексні і, знос.
Характер механічного зносу деталей. Механічний знос деталей обладнання може бути повним, якщо пошкоджена вся
поверхню деталі, або місцевим, якщо пошкоджений який-небудь її ділянка (рис. 1, а-і).
У результаті зношування напрямних верстатів порушуються їхні площинність, прямолінійність і паралельність внаслідок дії на поверхні ковзання неоднакових навантажень. Наприклад, прямолінійні напрямні 2 верстати (рис. 1, а) під впливом великих місцевих навантажень набувають увігнутість в середній частині (місцевий знос), а сполучаються з ними короткі напрямні 1 столу стають опуклими.
Циліндри і гільзи поршнів у двигунах, компресорах, молотах та інших машинах зношуються теж нерівномірно (рис. 1, б). Знос відбувається на ділянці руху поршневих кілець і проявляється у вигляді вироблення внутрішніх стінок циліндра або гільзи. Спотворюється форма отвору циліндра - утворюються відхилення від циліндричної і круглості (бочкообразность), виникають подряпини, задири * та інші дефекти. У циліндрів двигунів внутрішнього згоряння найбільшому зносу піддається їх верхня частина, яка має найвищі тиску і найбільші температури. У ковальсько-пресовому обладнанні, навпаки, найбільший знос з'являється в нижній частині циліндра - там, де знаходиться поршень під час ударів. Знос поршня (рис.1, в) проявляється в стиранні і забіяках на спідниці <?, Зламі перемичок 4 між канавками, появі тріщин в днищі 5 і розробці отвори 6 '"під поршневий палець.
Знос валів (рис. 1, г, Д) проявляється виникненням різних дефектів: вали стають вигнутими, скрученими, а також зламаними внаслідок втоми матеріалу; на їх шийках утворюються задираки; циліндричні шийки стають конусними або бочкоподібними. Відхилення від круглості набувають також отвори підшипників ковзання і втулок. Нерівномірність зносу шийок валів і поверхонь отворів у втулках при обертанні валу - результат дії різних навантажень в різних напрямках. Якщо на вал під час обертання діє тільки сила його тяжкості, то знос з'являється в нижній частині підшипника (див. рис. 1, г, ліворуч).
У зубчастих передачах найбільш часто зношуються зуби: утворюються задираки, зуби змінюють свою форму, розміри і виламуються. Поломка зубів, поява тріщин у спицях, ободі і маточині зубчастих коліс, знос посадочних отворів і шпонок відбувається по трьох основних причин: 1) перевантаження зубчастої передачі; 2) потрапляння в неї сторонніх тіл; 3) неправильна збірка (наприклад, кріплення зубчастих коліс на валу з перекосом осей).
Ходові гвинти мають трапецоїдну або прямокутну різьбу. У гвинта і його гайки зношується різьблення, витки стають тонше (рис.1, З.). Знос різьблення у гвинтів, як правило, нерівномірно-
* Задираки - пошкодження поверхні тертя у вигляді широких і глибоких борозен у напрямку ковзання. мірний, так як переважна частина деталей, оброблюваних на верстатах, має меншу довжину, ніж ходовий гвинт. Сильніше зношується та частина різьби, яка працює більше. Гайки ходових гвинтів зношуються швидше, ніж гвинти. Причини цього такі: різьблення гайок незручно очищати від забруднень; гайки в ряді випадків незадовільно змащуються; у гайки, поєднаної з гвинтом, беруть участь в роботі всі витки різьби, тоді як у гвинта одночасно працює тільки невелика частина його витків, що дорівнює числу витків гайки.
В дискових муфт у результаті дії сил тертя найбільшому зносу піддаються торці дисків (рис. 1, і); їх поверхні стираються, на них з'являються подряпини, задири, порушується площинність.
У різьбових з'єднаннях найбільш часто зношується профіль різьблення, в результаті в них збільшується зазор. Це спостерігається в

а) б)
Рис. 2. Знос підшипників кочення:
а - внаслідок перекосу, б - при провертанні внутрішнього кільця на валу, в - з-за надмірного натягу, г - з-за несправного сальника; І - місця зносу
сполученнях не тільки ходових, але і затискних, наприклад затискних гвинтів часто відвертають кріпильних болтів. Знос різьбових з'єднань - результат недостатньої або, навпаки, надмірної затяжки гвинтів і гайок; особливо інтенсивний знос, якщо працює з'єднання сприймає великі або знакозмінні навантаження: болти і гвинти розтягуються, спотворюються крок різьби та її профіль, гайка починає «заїдати». У цих випадках можливі аварійні поломки деталей з'єднання. Грані головок болтів і гайок найчастіше зношуються тому, що їх відвертають невідповідними ключами.
У шпонкових з'єднаннях зношуються як шпонки, так і шпонкові пази. Можливі причини цього явища - ослаблення посадки деталі на валу, неправильна підгонка шпонки по гнізду.
У підшипниках кочення внаслідок різних причин (рис. 2, а-г) зносу схильні робочі поверхні - на них з'являються віспинках, спостерігається лущення поверхонь бігових доріжок і кульок. Під дією динамічних навантажень відбувається їх втомне руйнування; під впливом надмірно щільних посадок підшипників на вал і в корпус кульки і ролики затискаються між кільцями, в результаті чого можливі перекоси кілець при монтажі та інші небажані наслідки.
Різні поверхні ковзання також схильні характерним видам зносу (рис. 3). У процесі експлуатації зубчастих передач внаслідок контактної втоми матеріалу робочих поверхонь зубів і під дією дотичних напружень виникає викришування робочих поверхонь, тобто відділення частинок мате-

Рис.3. Характерні види зносу поверхонь ковзання:
а - викришування, б - відшаровування, в - корозія, г - ерозія, д - подряпини, е - задираки, ж - налипання, з - глибинний вирив матеріалу і перенесення його з іншої поверхні тертя ріалу, що приводить до утворення ямок на поверхні тертя ( рис. 3, а). Руйнування робочих поверхонь зубів внаслідок інтенсивного викришування (рис. 3, б) часто називають відшаровуванням (відбувається відділення від поверхні тертя матеріалу у формі лусочок).
На рис. 3, в показана поверхню, зруйнована корозією. Поверхня чавунного порошкового кільця (рис. 3, г) пошкоджена внаслідок ерозійного зношування, яке відбувається при русі поршня в циліндрі щодо рідини; знаходяться в рідині бульбашки газу лопаються поблизу поверхні поршня, що створює місцеве підвищення тиску або температури і викликає знос деталей. На поверхні гальмівного барабана (рис. 3, д) показані ризики, які з'являються при впливі на обертовий барабан твердого тіла або твердих частинок. Задираки (рис. 3, е) утворюються в результаті схоплювання поверхонь при терті внаслідок дії між ними молекулярних сил. На рис. 3, ж показана робоча поверхня деталі з налипло на неї сторонніми частинками, а на рис. 3, з-поверхню деталі з зносом при заедании в результаті схоплювання - глибинного вириваючи матеріалу і перенесення його з іншого поверхні тертя.
Ознаки зносу
Про знос деталей машини або верстата можна судити за характером їх роботи. У машинах, що мають колінчаті вали з шатунами (двигуни внутрішнього згоряння і парові, компресори, ексцентрикові преси, насоси тощо), поява зносу визначають по глухому стуку в місцях сполучення деталей (він тим сильніше, чим більше знос).
Шум у зубчастих передачах - ознака зносу профілю зубів. Глухі і різкі поштовхи відчуваються кожен раз, коли змінюється напрямок обертання або прямолінійного руху у випадках зносу деталей шпонкових і шліцьових з'єднань.
Знос в складальних одиницях верстата можна встановити не лише на слух, а й по вигляду поверхонь заготовок, оброблених, на цьому верстаті. Якщо, наприклад, при обробці заготовки на токарному верстаті на її поверхні з'являються через рівні проміжки кільцеві виступи або западини, то це означає, що у фартусі верстата зносилися зуби рейкового колеса і рейки, рух супорта замість плавного стало переривчастим. Цей дефект часто викликається також зносом напрямних станини і каретки супорта, що порушує співвісність отворів фартуха і коробки подач, через які проходить ходової вал.
Сліди дроблення на обтачиваемой валику, встановленому в конічному отворі шпинделя, свідчить про збільшення зазору між шийками шпинделя і його підшипниками внаслідок їх зносу. Якщо оброблювана на токарному верстаті заготовка виходить конічної, значить зношені підшипники шпинделя (головним чином передній) і направляючі станини, а якщо овально-зношена шийка шпинделя, що набула форми овалу. Збільшення мертвого ходу * укріплених на гвинтах рукояток понад допустимого - свідоцтво зносу різьблення гвинтів і гайок.
Про знос деталей машин часто судять по з'явилися на них подряпин, борозенками і забоїн, а також щодо зміни їх форми. Деталі машин, що працюють зі значними знакозмінними навантаженнями, оглядають через збільшувальне скло (лупу), перевіряючи, чи немає у них дрібних тріщин, які можуть послужити надалі причиною поломки. У деяких випадках перевірку здійснюють за допомогою молотка: деренчливий звук при обстукування деталі молотком свідчить про наявність в ній значних тріщин.
Про роботу складальних одиниць з підшипниками кочення можна судити за характером видаваного ними шуму. Краще всього виконувати таку перевірку спеціальним приладом - стетоскопом. При його відсутності користуються металевим прутком, який прикладається
* Під мертвим ходом увазі деякий вільний кут повороту рукоятки, перш ніж вона змусить рухатися з'єднану з нею деталь. Для супорта токарного верстата допустимий мертвий хід рукоятки - * / 4о обороту гвинта. вають заокругленим кінцем до вуха, а загостреним - до того місця, де знаходиться підшипник: при нормальній роботі чути слабкий шум - рівномірний тонке дзижчання; якщо робота підшипників порушена, виникають сильні шуми. Свист або різкий (дзвінкий) шум вказує на відсутність в підшипнику мастила або на защемлення кульок або роликів між біговими доріжками внутрішнього і зовнішнього кілець. Гримлячий шум (часті дзвінкі стуки) означає, що на кульках, роликах або кільцях з'явилися язвіни або в підшипник потрапила абразивний пил або бруд. Глухі удари сигналізують про ослаблення посадки підшипника на валу і в корпусі.
Роботу підшипника можна перевіряти і по нагріванню, що визначається на дотик зовнішньою стороною кисті руки, яка безболісно витримує температуру до 60 ° С. Так, наприклад, визначають підвищене нагрівання підшипників, який може бути наслідком защемлення кульок або роликів між біговими доріжками в результаті відхилення від співвісності опор або виникати через відсутність змащення (особливо в тих випадках, коли вал обертається з великою частотою). Перегрів підшипника може з'явитися при великих частотах обертання валу також у разі надлишку мастила або його підвищеної в'язкості, що створює додатковий опір обертанню вала. Значний нагрівання викликає прискорене зношування підшипників.
Тугое провертання вала свідчить про відсутність співвісності між ним і підшипником або про надмірно тугий посадці підшипника на валу або в корпусі. Деренчливий стукіт у циліндрі компресора сигналізує про поломки або підвищеному знос поршневих кілець, а глухий - про знос поршня і циліндра. Стукіт маховика може бути наслідком порушення його посадки на валу. Недостатній тиск у пневмосистеме є результатом витоку стисненого повітря із з'єднань трубопроводів, пробуксовки приводних ременів, зносу циліндра, поршня і інших деталей компресора.
Особливості вибору матеріалів при ремонті
Одним із критеріїв вибору матеріалів для виготовлення нових деталей при ремонті є зносостійкість, яка в основному визначається твердістю / Якщо твердість матеріалу деталей, що сполучаються вище твердості абразиву, то знос малий 7 Зносостійкість може досягатися і таким чином: одну деталь (наприклад, вал) виконують з матеріалу високої твердості, а іншу (підшипник ковзання) - з м'якого антифрикційного (бронзи, бабіту, металокераміки і ін), в залежності від умов експлуатації і вимог, що пред'являються до деталей, вибирають матеріал для виготовлення останніх. Наприклад, до твердості шийок шпинделів (легких і середніх), що працюють у підшипниках ковзання, пред'являють підвищені вимоги, тому їх гартують ТВЧ, досягаючи твердості НКР 54-60; шпинделі виготовляють зі сталі
40Х. Такі ж шпинделі, що працюють в підшипниках кочення, виготовляють із сталі 45 і покращують термообробкою до НКР 23-27.
Ходові гвинти (середні і легкі) токарних верстатів повинні володіти високою зносостійкістю і мінімально деформуватися. Їх виготовляють зі сталі 45, піддаючи спочатку попередньою, а потім вторинному отжигу після обдирання. Черв'яки, що працюють на великих швидкостях,, виготовляють із сталі 12ХНЗА, цементують і гартують з низьким відпусткою до НКС56; черв'яки, що працюють на середніх швидкостях, виконують зі сталі 45 і гартують з відпусткою до НRС 23-30. Пружини виготовляють із сталевого (марки 65Г) дроту діаметром менше 6 мм, потім піддають загартуванню та відпуску до HRC 58-62.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
39.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Фактори що впливають на знос деталей грунтообробних машин
Фізичний і моральний знос обладнання
Підвищення якості й експлуатаційних властивостей деталей поліграфічного обладнання
Обробка деталей різанням обладнання оснащення інструмент управління якістю поверхні
Економічний ефект від створення проектованого обладнання для відновлення деталей двигунів
Розрахунок деталей розпірного домкрата і розробка ескізів цих деталей
Обладнання гастроному (з установкою вагового обладнання в торговому залі)
Амортизація знос основних засобів
Оцінка основних засобів його знос і оренда
© Усі права захищені
написати до нас