2.4. Допуски і посадки.
При виготовленні деталей, навіть однакових, їх розміри не можуть дотриматися абсолютно однаковими. Щоби деталі були взаємозамінні і їх можна було збирати в вузли без додаткових підгонок, вони повинні виготовлятися з певними, раніше заданими відхиленнями від номінального розміру. Різниця між найбільшими і найменшими граничними розмірами називається допуском.
В залежності від вимог, що пред’являються до деталей, що зчленовуються, задаються різні величини допусків, що характеризують клас точності. Всього установлено 10 класів точності.
В будівельному машинобудуванні найбільш високим є другий клас точності. В залежності від умов роботи деталі повинні з'єднуватися з різною ступеню рухливості відносно одна однієї.
При з'єднанні деталей з зазором різниця між розмірами отвору і валу створює свободу для відносного руху. При з'єднанні з натягом діаметр валу більше діаметру отвору, і вал вставляється в отвір з зусиллям.
Характер з’єднання деталей визначається посадкою. Посадки поділяються на пресові, перехідні і рухливі.
Пресові посадки передбачають з єднання деталей з натягом. При перехідних посадках деталі можуть з'єднуватися як з натягом, так із зазором. В рухомих посадках обов’язковий зазор між деталями.
Збільшення зазору між рухомими деталями підвищує динамічні дії, викликає збільшення зносу. Зазор збільшується при зносі з’єднань, тому ГОСТами установлюються допуски на знос.
2.5. Тертя.
В процесі роботи машин проходить переміщення дотичних поверхонь одних деталей відносно інших. Сили, що перешкоджають переміщенню цих поверхонь, називаються силами тертя.
Величина сили тертя, кгс (Н),
,
де N – сила нормального тиску, кгс (Н);
– коефіцієнт тертя, що залежить від матеріалу і стану поверхонь, що труться.
Розрізняють тертя статичне (тертя спокою) і динамічне (тертя під час руху, що називається тертям кочення).
В момент початкового зсуву виникає сила тертя Fо, величина якої перевищує величину сили F, що необхідна для підтримування уже існуючого руху. Це пояснюється тим, що так званий коефіцієнт тертя спокою о більше коефіцієнту тертя кочення .
Коефіцієнти тертя визначають дослідницьким шляхом. Якщо на похилій площині (рис. 1.4, а) знаходиться тіло масою G, то на цю площину діє нормальний тиск N і сила T.
Рис. 1.4. Схеми сил тертя.
Тіло буде знаходиться в стані спокою, поки сила тертя F буде більше сили Т. При збільшення кута збільшується сила Т і наступає момент, коли T>F і тіло починає рухатися вниз по похилій площині. В момент граничної рівноваги відношення початкової сили зсуву до нормальної реакції визначають по формулі
так як F/N=, то tg o = o.
Цей граничний кут o називається кутом тертя. Якщо кут o, тіло буде в рівновазі.
Тертя викликає знос поверхнею деталей, їх нагрів. На знос і нагрів витрачається енергія, і чим більше сила тертя, тим більше ця витрата і менше ККД машини. Для зменшення сили тертя проводять змазку суцільним шаром змазки поверхонь, що труться. Таке тертя називають рідинним.
Тертя, що проходить між поверхнями без змазки, називають сухим. Коефіцієнт рідинного тертя 1 в 10 раз менше коефіцієнту сухого тертя .
Ряд механізмів (гальмівні пристрої, гвинтові домкрати, пасові і фрикційні передачі і ін.) працює на принципі використання сили тертя.
Для значного зменшення сили тертя в деяких конструкціях відносне ковзання однієї поверхні по іншій замінюють перекочуванням. Якщо одно із тіл котиться по поверхні іншого без ковзання, то виникає опір, що викликається силами тертя кочення.
Тіло кочення (каток) рис. 1.4, б масою Gкат в опорній поверхні деформується, в результаті цього виникає площадка контакту 2 .
Реакцію опорної поверхні Р прикладемо до точки О, що зміщена відносно осі катка на величину . Цей момент називають моментом опору коченню, а його плече – коефіцієнтом тертя кочення, який вимірюють одиницями довжини (см і м).
Тертя в машинах (додаток).
Тертя – це механічна взаємодія між твердими тілами, яка виникає в місцях їх дотикання і перешкоджає їх відносному переміщенню.
В машинах тертя викликає знос їх окремих частин і зменшує ККД машин.
В ряді випадків тертя корисне – його використовують для влаштування гальм, муфт зчеплення, фрикційних та пасових передач.
Опір від тертя може бути значно зменшеним введенням змазки між поверхнями, що труться.
В залежності від наявності змазки розрізняють:
Сухе і напівсухе тертя;
Рідинне і напіврідинне тертя.
Для сухого і напівсухого тертя (при відсутності змазки або при незначній її кількості) сила тертя
де N – нормальне зусилля;
f – коефіцієнт тертя, що залежить від матеріалу і стану поверхні тіл.
Сила рідинного тертя
де S – площа поверхонь, що труться, м2.
Питання для самоконтролю.