§ 4. Трение и изнашивание

Между деталями подвижных соединений машин и механизмов возникает трение, вызывающее износ. В результате с течением времени размеры деталей изменяются, увеличиваются зазоры в сопряжениях, узел выходит из сгроя.

Борьба с износом деталей машин и механизмов является одной из важнейших проблем в связи с большими убытками из-за по­терь эксплуатационного времени и затрат на ремонт. Во время эксплуа­тации и при ремонте путем правильного подбора материала трущихся пар, назначения соответствующих видов обработки можно добиваться необходимого качества поверхностей трения и, таким образом, повышать износостойкость деталей.

Исследования работы различных узлов трения позволили установить особый характер изнашивания деталей. Здесь различают три периода (рис. 1). Как видно из графика, первый период (/, участок АВ,время т„_р) характеризуется повышенным износом. Он носит названиепериода приработки.

Под прнрабатываемостью понимают свойство материала увеличивать посредством изнашивания, обработки или пластического деформирования

поверхность прилегания деталей трущейся пары. В результате приработки под постоянной нагрузкой увеличивается фактическая площадь касания трущихся деталей, уменьшается давление, снижается температура и созда­ются лучшие условия для смазки.

Повышенный износ трущихся деталей в период приработки можно объяснить явлением взаимного внедрения прижатых поверхностных слоев металла и зацеплением неровностей при грубой обработке При движе­нии прижатых поверхностей с участками внедрения последние должны как бы пропахать или выработать себе проход в сопряженной детали. ' Образование таких проходов сопряжено с деформацией и интенсивным разрушением поверхностных слоев, что и определяет повышенный износ детали в этот период.

Когда детали взаимно приработались, интенсивность изнашивания уменьшается, и наступает второй период (//) работы узла трения — пери­од нормального изнашивания (участков ВС; времят_та|).

По мере увеличения износа поверхностей сопряженных деталей воз­растают зазоры сочлеиений, углубляются риски на поверхностях трения, накапливаются продукты изнашивания между деталями и ухудшаются условия смазывающего действия масел, появляется динамическое нагруже­ние. Наступает третий период (1/1)работы узлов трения —период ускоренного изнашивания(участокСД).

Третий период работы свидетельствует о необходимости ремонта узлов трения и механизмов. Период нормального изнашивания является межремонтным периодом работы сопряжения, Знание межремонтного срока работы необходимо для планирования ремонтных работ.

Если ло оси ординат отложить зазор, то из графика

Tmax ⁼ (S_raax S_u34)/tg а,

где S_raas — предельно допустимый зазор, мм;

3„8ч — начальный зазор приработанного соединения, мм: tga — величина, характеризующая интенсивность изнашивания.

Предельно допустимые зазоры известны (приводятся в таблицах в за­висимости о1размеров, частоты вращения для разных типов машин и механизмов).

Значение tg аможно определить опытным путем, например, при заводских испытаниях двигателя в течение 500 ч. Если т₀— число часов работы после приработки,S„— зазор, соответствующий этому времени, то износ за время т₀, характеризующийся ростом зазора,

^⁼⁼^о~~5нач,

тогда

tga =4/т„ = (5„—S,iH„)/to.

Подставив, значение tga в выражение, определяющее т_тох, получим величинумежремонтного периода.