3. Граничне зношування і терміни служби деталей. Критерії визначення граничного зносу.

Встановлення граничного зносу необхідне для виконання операцій регулювання і вибраковування деталей в експлуатації і при ремонті. Для визначення граничного зносу керуються трьома критеріями: технічним, функціональним і економічним.

Згідно технічного критерію граничному значенню зношення відповідає: початок різкого росту інтенсивності зношування; гранично допустиме зменшення міцності деталі, що зношується, внаслідок зміни її розмірів; вихід за межі допустимого вплив зношування робочого органу або деталей спряження на працездатність інших деталей; самовиключення механізму з роботи.

Збільшення коефіцієнту динамічності з ростом зазорів в шатунних підшипниках, поява ударів в реверсивній зубчастій передачі, внаслідок збільшення бокового зазору між зубами, виникнення прогресуючої концентрації навантаження на зуби коліс по їх ширині по причині перекосу валів, що спричинений зношенням підшипників - таким може бути вплив зношення одного спряження на міцність і зносостійкість деталей.

В окремих випадках значне зношення може привести до порушення кінематичної взаємодії деталей і в результаті - до повного припинення роботи механізму.

Технічна ознака граничного зношення може застосовуватися і для оцінки допустимої зміни характеру нерухомого спряження (з'єднання з натягом, шлі-цьове і шпонкове з'єднання) внаслідок контактної корозії, релаксації напружень і макропластичної деформації деталей. При цьому можуть виникати труднощі встановлення числових значень показника зношування.

Основою для функціонального критерію служить зміна в міру зношення функцій, що виконуються вузлом або машиною. Відхилення розмірів профілю прокату від номінального, внаслідок зношення валків, похибки форми обробленого на металорізальному станку виробу, подача компресора при заданому тиску на виході - приклади показників якості.

Як було встановлено при розгляді технічного критерію, форсоване зношення елемента або спряження в кінці його служби не завжди є єдиною основою для висновку про їх придатність до подальшої роботи; вибраковка може бути проведена і з інших міркувань, коли аварійної ситуації в елементі або спряженні ще не має. Це проявляється при аналізі величини зношування за функціональною ознакою. Плунжерну пару бракують при встановленому зношенні невисокої інтенсивності, коли втрати перевищують встановлену межу або порушується чіткість відведення рідини. Граничне зношення по функці-ональному критерію відповідає гранично допустимому відхиленню якості роботи від норми.

Економічні показники роботи машини покладені в основу третього критерію граничного зношення. Найменші затрати на одиницю напрацювання при збереженні якості в заданих межах є економічним критерієм оптимального терміну служби, міжремонтного періоду, робочого органу або механізму. Найбільша експлуатаційна продуктивність машини при збереженні якості напрацювання в заданих межах - друге формулювання критерію.

Визначення граничного зношення робочого органу або вузла (машини) полягає в наступному. Так як із збільшення терміну служби амортизаційні витрати на одиницю продукції зменшуються, а експлуатаційні затрати зростають, то існує мінімум сумарних затрат.

Якщо зношені деталі використовуються після ремонту, то при економічному аналізі враховуються і витрати на ремонти, що зростають із збільшенням зносу.

Економічний критерій є найбільш загальним, але ним можна керуватися лише тоді, коли зміна того або іншого показника зношування або сукупності їх помітно впливає на економічність роботи машини в цілому. В протилежному випадку точність проведеного економічного аналізу є проблематичною. Технічні і функціональні ознаки є основними в тих випадках, коли немає потреби рахуватися з рентабельністю роботи машини.

Для одних машин (наприклад, верстатів для чистової обробки) критерій якості поверхні є основним, для багатьох інших це ознака, що являється вирішальною для робочих органів і деталей механізмів управління.

Критерій також є основою для оцінки зношення з точки зору техніки безпеки. Технічний термін характерний для деталей передач, механізмів перетворення руху і багатьох інших пристроїв.

Термін служби деталі або вузла визначають не тільки по граничному зношенні у відповідності з тим чи іншим критерієм, але і з врахуванням інших факторів, таких, як втома, контактна втома, корозія, відкладення на деталях тощо.

Зношення деталі або спряженої пари характеризується декількома показниками. Важливо виявити найбільш суттєвий з них по впливу на праце-здатність вузла (машини). На роботу підшипника ковзання впливає не тільки величина зазору. Еліптичність і інші спотворення форми деталей в поперечних січеннях змінюють співвідношення між кривизною поверхонь, які контактують, тому можливість реалізації тертя при рідинному змащуванні стають іншими. Якщо за допомогою гідродинамічної теорії змащування можливо вирішити завдання про допустимий граничний зазор в підшипнику при геометрично правильних поверхнях деталей, то розрахунок допустимих спотворень форми являє собою складну задачу. Необхідно переходити до стендових випробовувань, співставляючи їх з теоретичною розробкою того чи іншого ступеня наближення.

Визначити швидкість зношування в реальних парах можливо тільки на основі даних експлуатації. Але і тут простежується велике розходження результатів. В кожний момент швидкість зношування деталей є функцією багатьох змінних факторів, таких, як неповна однорідність якості матеріалів одних і тих же марок, неодинакові вихідні дійсні розміри деталей в спряженнях і коливання зазорів в межах полів допусків, різні умови експлуатації, неоднакова якість матеріалу тощо.

Конструктор повинен знати терміни служби окремих деталей як для удосконалення машини, так і для розробки основних контурів технічної експлуатації. При експлуатації ці дані необхідні для планування ремонту машин. Так як достовірні дані про швидкості зношування кожної деталі отримати неможливо, то важливе значення мають результати статистичної обробки даних про терміни служби мастила в окремих вузлах, строках очистки фільтрів та інш. Середні терміни служби різних деталей одної і тієї ж машини повинні бути кратними між собою і кратними міжремонтному періоду роботи машини.