1.3.2.Критерии: устойчивость, износостойкость, виброустойчивость(Вопрос 5)

УСТОЙЧИВОСТЬ – критерий работоспособности длинных и тонких стержней, тонких пластин, подвергающихся сжатию силами, лежащими в их плоскости, оболочек, испытывающих внешнее давление или осевое сжатие. Потеря устойчивости происходит при достижении нагрузкой критического значения. При этом происходит резкое качественное изменение характера деформации детали. Расчет простых деталей машин на устойчивость производится по формулам сопротивления материалов.

Примеры: потеря устойчивости обычной линейки, при ее сжатии. Потеря устойчивости железнодорожной цистерны при откачке содержимого, когда не исправен клапан сообщающий цистерну с атмосферой. Потеря устойчивости бака ракеты при отсутствии наддува.

ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ. До 90% деталей подвижных сопряжений машин выходят из строя из-за износа. В результате износа снижаются коэффициент полезного действия, точность сопряжений, надежность, долговечность и экономичность машин. Износ деталей значительно повышает стоимость эксплуатации машин в связи с необходимостью периодической проверки их состояния и ремонта.

Существуют различные виды изнашивания: усталостное, абразивное, адгезионно-механическое, эрозионное, коррозионно-механическое и другие виды износа. Интенсивность абразивного изнашивания механизмов зависит от физико-механических и геометрических характеристик абразива, его количества, прочностных свойств материала сопряженных тел, действующей нагрузки, состояния смазочного слоя. В местах контакта трущихся поверхностей в результате пластической деформации при сжатии и сдвиге защитные поверхностные пленки разрушаются, возникают поверхностные связи, способствующие адгезионно-механическому изнашиванию. Адгезионный износ наиболее типичен для механизмов, работающих без смазки или с твердыми смазочными покрытиями, особенно в вакууме и инертных газовых средах.

Эрозионный износ, возникающий при химических изменениях поверхностей, зависит от свойств смазочных материалов и трущихся поверхностей, условий эксплуатации, окружающей среды, температурного режима и времени взаимодействия.

Наиболее опасный вид износа – заедание трущихся поверхностей. Оно происходит в высоконагруженных и высокоскоростных механизмах из-за разрыва смазочной пленки контактирующих поверхностей деталей или отсутствия смазки. При этом происходит отрывание частиц материала от контактирующей поверхности другой детали с образованием наростов, которые задирают поверхность сопряженной детали, оставляя на ней глубокие борозды. Главная причина заедания – это температура, возникающая в месте контакта поверхностей деталей и вызывающая сложные физико-химические процессы на поверхности трущихся деталей.

Меры борьбы с износом деталей машин: повышение износостойкости изнашивающихся поверхностей, увеличение толщины смазочного слоя, улучшение физико-химических свойств смазочного материала, установка надежных фильтров очистки смазки, улучшение уплотнений трущихся деталей, применение противоизносных присадок.

Расчеты деталей на износ заключаются либо в определении условий, обеспечивающих их жидкостное трение, либо в определении достаточной долговечности их путем назначения для трущихся поверхностей соответствующих допускаемых давлений.

ВИБРОУСТОЙЧИВОСТЬ – способность конструкции работать в нужном диапазоне режимов без недопустимых колебаний. Вибрирование деталей ухудшает качество работы машины, порождает шум и может вызвать их разрушение. Расчеты деталей на виброустойчивость производят по формулам сопротивления материалов.