Требования к жесткости деталей машин определяются:
Условиями прочности деталей (в случае опасности неустойчивого равновесия или при ударных нагрузках). Устойчивость – критерий, определяющий размер:
Длинных и тонких деталей, работающих на сжатие.
Тонких пластин, подверженных сжатию в плоскости пластин.
Оболочек, подверженных внешнему давлению.
Полок тонкостенных волов.
Условиями работоспособности деталей совместно с сопряженными деталями.
Технологическими условиями.
Для машин массового производства диаметр валов определяется технологическими условиями.
Условиями удовлетворительной работы машины в целом.
Относится к машинам-орудиям. Толщина деталей должна быть идеальной – критерий размеров.
Жесткость деталей машин определяется собственной жесткостью и контактной.
Контактная жесткость – деформация в зоне контакта.
Контакт может быть в условиях:
Начального касания точки или по линии (сжатие шаров или цилиндров);
Повышения номинальной площади касания.
В обоих случаях деформация происходит с малой фактической площадью касания.
Фактическая площадь касания составляет ничтожную часть от номинальной площади касания.
Контактные деформации в этих случаях определяются с помощью экспериментальных установочных коэффициентов контактной подачи.
Износ – процесс постепенного изменения размеров деталей в результате трения.
Износ ограничивает долговечность деталей по следующим критериям:
По потерям точности (приборы, измерительный инструмент, прецизионные станки – очень точные)
По снижению КПД, увеличению утечек (цилиндр и поршень двигателя внутреннего сгорания)
По уменьшению прочности из-за снижения сечений, изменения состояния поверхности, неравномерного износа опор (вагоны, червячные колеса)
По увеличению шума (передача транспортных машин)
По полному истиранию (деталь не пригодна к работе).
Виды изнашивания в машинах делят на 3 группы:
Механическое (абразивные) – из-за царапания деталей друг другом;
Молекулярно-механическое (при схватывании или заедании) – для всех червячных, зубчатых передач и др.;
Коррозионно-механическое (продукты коррозии стираются механическим путем).
Интенсивность изнашивания, а следовательно, и срок службы детали зависят от давления, скорости скольжения, коэффициента трения и износостойкости материала.
При сравнительном анализе конструкции для оценки долговечности по износу, а также для распространения результатов эксперимента и опыта эксплуатации на др. условия, принимают расчет в сравнительной форме:
, где Р – давление, S – путь трения, m = 1…3.
Для уменьшения изнашивания широко используют смазку трущихся поверхностей и защиту от загрязнения, применяют антифрикционные материалы, специальные виды ХТО поверхностей и т.д. Изнашивание выводит из строя большое число деталей машин. Оно значительно увеличивает стоимость эксплуатации, вызывая необходимость проведения периодических ремонтных работ. Износостойкость деталей машин существенно уменьшается при наличии коррозии.
| Детали машин и основы конструирования |