33. Перечислить факторы воздействия на поверхность при эксплуатации изделия и охарактеризовать их влияние на его надежность и ресурс

Изнашиванием машины называется процесс разрушения поверхности, происходящий при трении и других видах механического взаимодействия, приводящий к изменению размеров и формы детали, а также качества поверхности трения.

Различают следующие виды изнашивания деталей: абразивное изнашивание, изнашивание вследствие пластического течения материала, .изнашивание с хрупким разрушением поверхностного слоя, прилипание (схватывание) частиц контактирующих поверхностей, механическое изнашивание, усиленное окислительным воздействием среды.

Абразивное изнашивание возникает в результате попадания между трущимися поверхностями мелких твердых частиц минерального происхождения. Эти частицы внедряются в поверхность одной из трущихся поверхностей и воздействуют как резец на другую поверхность, образуя на ней риски, царапины и кратеры. В процессе абразивного изнашивания играют существенную роль мелкие металлические частицы, отделившиеся от трущейся поверхности.

Изнашивание вследствие пластического течения материала поверхности возникает при больших нагрузках (больших контактных напряжениях) и перемещении одной поверхности по другой.

Механическое изнашивание с хрупким разрушением поверхностного слоя возникает, когда поверхность одной из контактирующих деталей в результате многократной деформации и усталости металла поверхностного слоя становится хрупкой. На поверхности появляются микротрещины, единичные или групповые осповидные впадины.

Изнашивание в результате слипания (схватывания) частиц металла контактирующих поверхностей происходит при высоких скоростях скольжения, значительных удельных давлениях, недостаточной смазке и повышенной температуре, возникающей при трении; образуются большие задиры, а иногда наступает и полное схватывание деталей.

Механическое изнашивание с одновременным коррозионным процессом возникает при трении поверхностей и разрушении их под воздействием  жидкой  или  газообразной  агрессивной  среды.

Скорость изнашивания имеет различные значения в зависимости от конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов.

Важнейшими факторами, влияющими на скорость изнашивания, являются: нагрузки и скорость скольжения в сопряженной паре, качество смазки, наличие абразивных частиц между трущимися поверхностями, качество сопряженных поверхностей, твердость материала. Чем больше удельная нагрузка и больше скорость скольжения, тем быстрее изнашиваются трущиеся поверхности.

Наличие абразивных частиц в смазке приводит к изнашиванию, скорость которого зависит от количественного содержания абразива и  его твердости.

Несоответствие сорта смазки характеру работы трущихся поверхностей может обусловить вытеснение смазки, нарушение масляной пленки и возникновение сухого трения.

Количество и качество масляной среды в трущейся паре определяют вид трения: жидкое, полужидкое, полусухое и сухое; при этом скорости изнашивания могут существенно различаться.

Неточность изготовления, искажение формы, шероховатость и волнистость контактирующих поверхностей деталей приводят к тому, что площадь касания уменьшается и поэтому в точках касания возникают большие контактные натяжения, вызывающие пластические деформации. В целях устранения и уменьшения влияния неточности контактных поверхностей после сборки машины на заводе и в начальной стадии ее эксплуатации производят обкатку, т. е. заставляют машину работать сначала вхолостую, а затем с небольшими, постепенно увеличивающимися, нагрузками. В процессе обкатки площадь контакта увеличивается (происходит приработка) и качество контактных поверхностей улучшается.

В настоящее время установлено: 1) Качество поверхностного слоя оказывает существенное влияние на эксплуатационные свойства детали машин; 2) Снижение ……………………… оказывает положительное влияние на износостойкость и усталостную прочность, при этом важным является не только высота, но и форма расположения поверхности; 3) наклеп ПС влияет практически на все эксплуатационные свойства, особенно на износостойкость, усталостную прочность в условиях приложения различных нагрузок

4)Сжимающие остаточные напряжения увеличивают эксплуатационные свойства деталей машин. Это обусловлено тем, что они суммируются с неблагоприятными эксплуатационными растягивающими напряжениями и ослабляют действие последних. 5) для каждого материала существует некоторое оптимальное соотношение между уровнем наклепа и уровнем остаточных напряжений. Считается, что влияние остаточных напряжений в большей мере проявляется для прочных материалов, а влияние упрочнения – для пластичных материалов. Большинство исследователей полагают, что в процессе эксплуатации, свойства ПС претерпевают существенное изменение. Перспективным, в плане увеличения долговечности, является исп-ние наукоемких технологий.

34. Показать влияние физико-химических и механических изменений в поверхности в результате технологической обработки на ее эксплуатационные свойства

Область применения: стали и цветные сплавы, например, гильза цилиндра, валы, втулки, оси, подвергающиеся интенсивному износу.; 2) повыш-ие относ-ой опорной длины профиля; 3) создание на пов-ти деталей системы канавок позволяет суще-но улучшить смазку пов-ти. 4) Вост-ие размерной точности деталей; 5) создание сиcтемы декоративных рисунков.

В проц-се мех обр-ки в зоне контакта инстр-та с деталью возникает зона пласт-ого изм-ия ме-ла – очаг деформации. В этом очаге происходят сложные физ-ие явл-ия, обусл-ые непрер-тью самой пласт-кой деф-ии. В рез-те тонкий пов-ый слой имеет раздроб-ную структуру, в ряде случаев измененный физ-кий состав.

В след-е сложных явл-ий сопров-их процесс мех обр-ки происходит интенсивное изм-ние фаз, дробление блоков, разоентировка и др. Иными словами в процессе обр-ки металл находится в сложно-напряженном состоянии. После отвода инст-та происходит перераспред-ие этих напряжений. Напр-ия остающиеся в детали после снятия нагрузки наз-ют остаточными. Реальный ме-л всегда имеет остат-ые напряж-ия.

Биргер ввел три вида внутр-их напряж-ий: 1) напряжения первого рода, это те, к-ые взаимно уравн-ют друг друга в пределах всей детали 2) это те, которые уравнов-тся в пределах нескольких зерен металла 3) это те, которые взаимно уравновешиваются в пределах нескольких атомов. Остат-ые напр-ия в пределах одной детали всегда уравн-ны. На величину, характер распределения и глубину остаточных напряжений оказывают следующие факторы: 1) накопление пластических деформаций; 2) Геометрия очага деформации; 3) Физ-ие св-ва материалов детали; 4) явления на контакте.

Методы исследования остаточных напряжений.

Все методы можно разделить на две группы: 1) Теоретический метод – трудность теоретического определения заключается в том, что сложно, а иногда, и не возможно описать состояние в каждой точке деформируемого пространства. Тогда прибегают к ряду допущений, упрощая задачу, напр., плоская задача, осиметричная и тд. Это позволяет уменьшить количество определяемых величин. 2) Вторая группа методов – экспериментальные – к-ые основаны на измерении деформации в процессе разрезки и вырезки исследуемых образцов, а также деформаций в процессе удаления напряженных слоев.

для исследования окружных, тангенсальных остаточных напряжений использовалось кольцо. Если в процессе разрезки кольцо сжимается, то в наружном поверхностном слое имели место сжимающие остаточные напряжения. Помимо перечисленных методов используют еще: 1) Рентгеновский метод 2) метод основанный на измерении магнитных шумов Баркгаузена; 3) Метод амплитудно-фазовых частотных характеристик 4) Метод, основанный на измерении электронных свойств; 5) Метод основанный на ядерном гамма резонансе; 6) Ультразвуковой метод 7) Акустика.

19

. Под наладкой (ГОСТ 3.1109-82) технологической системы понимают приведение ее в рабочее состояние, пригодное для использования при выполнении технологической операции, процесса. Наладка в общем случае включает согласованную установку режущего инструмента, рабочих органов станка, приспособления в положение, которое с учетом явлений, происходящих при обработке, обеспечивает получение заданного размера с установленным допуском на изготовление. Эти элементы наладки часто называют настройкой (регулированием) технологической системы, станка на размер; кроме этих элементов в наладку входит установка заданного режима обработки путем смены шестерен, установка в необходимое положение органов управления частотой вращения шпинделя и движением подачи (настройка кинематики), установка инструмента в инструментальные магазины и револьверные головки станков, установка программоносителя в считывающее устройство станков с ЧПУ и другие работы.     Взаимное положение элементов технологической системы определяется "установочным размером". При каждом регулировании системы или смене инструмента невозможно обеспечить одно и то же его положение. Поле рассеяния положений инструмента при наладке называют погрешностью наладки станка на размер и обозначают Δн. Ориентировочно погрешность Δн можно принять равной разности между предельными значениями установочного размера. При расчете погрешность наладки можно принимать по табл. 24. Точно значение Δн определяется расчетом.