Предельные износы и сроки службы деталей.

Установление предельных износов необходимо для выполнения регулировочных операций и выбраковки деталей в эксплуатации и при ремонте. Для определения предельных износов предложено руководствоваться тремя критериями: техниче­ским, функциональным и экономическим.

Согласно техническому критерию предельному значению износа соответствует: начало резкого возрастания интенсивности изна­шивания; предельно допустимое снижение прочности изнашиваемой детали вследствие изменения ее размеров; выходящее за пределы допустимого влияние износа рабочего органа или деталей сопряже­ния на работоспособность других деталей; самовыключение меха­низма из работы.

В отдельных случаях значительный износ может привести к на­рушению кинематического взаимодействия деталей и в результате – к полному прекращению работы механизма, как, например, при износе храпового механизма или деталей магнитной системы кон­тактора.

Технический признак предельного износа также может привле­каться для оценки допустимого изменения характера неподвижного сопряжения (соединения с натягом, шлицевое и шпоночное соедине­ния) вследствие контактной коррозии, релаксации напряжений и макропластической деформации деталей. Здесь возникают трудности установления числовых значений показателя износа.

Основанием для функционального критерия служит изменение по мере изнашивания функций, выполняемых узлом или машиной. Отклонения размеров профиля проката от номинального вследствие износа валков, погрешности формы обработанного на металлоре­жущем станке изделия, подача компрессора при заданном давлении на выходе – примеры показателей качества.

Форсированное изнашивание элемента или сопряжения в конце его службы не всегда является единственным основанием для за­ключения об их непригодности к дальнейшей работе; выбраковка может быть произведена и по другим соображениям, когда аварийной ситуации в элементе или сопряжении еще нет. Это еще более прояв­ляется при подходе к величине износа по функциональному при­знаку. Плунжерную пару бракуют при установившемся изнашивании даже невысокой интенсивности, когда утечки превышают установ­ленный предел или нарушается четкость отсечки жидкости. Предель­ный износ по функциональному критерию соответствует предельно допустимому отклонению качества работы от нормы.

Экономические показатели работы машины положены в основу третьего критерия предельного износа. Наименьшие затраты на единицу выработки при сохранении качества в заданных пределах являются экономическим критерием оптимального срока службы, межремонтного периода, рабочего органа или узла машины. Наиболь­шая эксплуатационная производительность машины при сохранении качества выработки в заданных пределах – вторая формулировка критерия.

Определение предельного износа рабочего органа или узла (машины) по этой методике состоит в следующем. Так как с уве­личением срока службы амортизационные расходы на единицу продукции уменьшаются, а эксплуатационные затраты возрастают, то существует минимум суммарных затрат. Если построить графики амортизационных расходов на единицу продукции в зависимости от текущей выработки, эксплуатационных расходов и суммарных затрат, то значение минимальной ординаты последнего графика определяет предельный срок службы по экономическому критерию.

Если изношенные детали используют после ремонта, то при экономическом анализе учитывают и расходы на ремонты, возраста­ющие при большей степени износа.

Экономический критерий является наиболее общим, но им можно руководствоваться лишь тогда, когда изменение того или иного показателя износа или совокупности их заметно влияет на экономич­ность работы машины. В противном случае точность экономического анализа становится проблематичной, и два других критерия в до­статочно полной мере удовлетворяют требованиям экономичности. Технические и функциональные признаки являются основными в тех случаях, когда не нужно считаться с рентабельностью работы машины.

Срок службы детали или узла определяют не только по предель­ным износам в соответствии с тем или иным критерием, но и другими факторами, такими, как усталость, контактная усталость, коррозия, отложения на деталях и др. Износ детали или сопряженной пары нередко характеризуется несколькими показателями. Важно выявить наиболее существенный из них по воздействию на работоспособность. На работу подшипника скольжения влияет не только увеличение зазора. Эллиптичность и другие искажения формы деталей в поперечных сечениях изменяют соотношение между кривизной соприкасающихся поверхностей, по­этому возможности реализации трения при жидкостной смазке становятся иными.

Рассмотрим другой пример. У лемеха плуга при износе его ре­жущей кромки изменяется контур по длине (как по лезвию, так и по стыковой линии с отвалом) и по ширине, уменьшается толщина лез­вия. Задача заключается в том, чтобы выяснить, какой из показа­телей износа ранее других достигает предельного значения. Уста­новлено, что на суглинистых почвах контур лемеха изменяется более интенсивно, чем износ по толщине. Так как качество работы плуга больше зависит от износа лемеха по ширине, то этот показатель из­носа может быть принят как основной.

Определить скорость изнашивания в реальных парах можно только на основании данных эксплуатации. Но и здесь наблюдается большой разброс результатов. В каждый момент скорость изнаши­вания деталей является функцией многих переменных факторов, таких, как неполная однородность качества материалов одних и тех же марок, неодинаковые исходные действительные размеры деталей в сопряжениях и колебания зазоров в пределах полей до­пусков, различные условия эксплуатации, неодинаковое качество перерабатываемого материала в технологических машинах даже в пределах стандарта и т. д.

Необходимо отметить, что средние сроки службы различных деталей одной и той же машины должны быть кратными между собой и кратными межремонтному периоду работы машины.