2.6 Предельные значения износа отдельных деталей и узлов оборудования.

Направляющие станин токарных станков (при длине обрабатываемой детали 100–300 мм): 1) станки для черновой обработки 0,2–0,3 мм; 2) станки для получистовой обработки 0,08 мм; 3) станки для чистовой обработки 0,02 мм. Уменьшение внутреннего диаметра резьбы винтов суппортов, столов, кареток не должно превышать 5 % от первоначальных размеров. При этом «мертвый ход» гайки не должен превышать 0,2 мм.

Шлицевые соединения. Допустимые величины износа деталей ответственных шлицевых соединений не должны превышать зна­чений, равных разности численных значений допусков соседних классов точности. Указанное относится к диаметру центрирования и к ширине шлицев. Для валов диаметрами 30–50 мм при центрировании по наружному диаметру допустимые величины износа при переходной посадке 7-го квалитета даны в табл. 2.2. Износ шеек шлицевых валов для подшипников каче­ния не должен превышать 0,02–0,03 мм.

Таблица 2.2

Предельные допустимые отклонения шлицевых валов

Детали	Предельные отклонения диаметра центрирования в мм	Предельные отклонения ширины шлица в мм
Новые	0–0,017	-0,022– 0,050
Изношенные	0–0,050	-0,022– 0,090

Пара вал – подшипник. Допустимые величины износа пары вал – подшипник определяются моментом перехода режима от жидкостного к полужидкостному трению. В табл. 2.3 приведены величины допустимых зазоров для пары вал – подшипник, ра­ботающих по посадке 7-го квалитета.

Таблица 2.3

Допустимые зазоры в узлах вал – подшипник 7-го квалитета

Номинальный диаметр вала в мм	Допустимый зазор в мм
Св. 10–до 18	0,068
» 18–30	0,083
» 30–50	0,102
» 50–80	0,120
» 80–120	0,150

Цилиндрические зубчатые колеса. Допускается оставлять невосстановленными размеры зубьев по толщине нереверсируемых зубчатых колес по хорде делительной окружности. При условии равномерного износа и чистовой боковой поверхности зубьев: для колес главного привода движения – до 6 %; для ко­лес цепей подач (кроме делительных колес зуборезных станков) – до 8 %; для колес в цепях вспомогательных перемещений – до 10 % номинальной величины хорды по рабочему чер­тежу детали. Не допускается растачивание (шлифование) отверстий в зубчатых колесах, а также увеличение изношенных шпоночных пазов до размера больше стандартного. Однако до­пускается изготовление шпоночного паза на новом месте без заделки старого паза (не более одного на сечение).

2.7 Мероприятия по повышению долговечности оборудования

Для обеспечения нормального износа сопрягаемых деталей осуществляют в основном мероприятия, предусмотренные ППР. Среди этих мероприятий можно выделить три основных: периодический осмотр, первоначальную приработку (в т.ч. после ремонта) и смазку.

Периодический осмотр

С увеличением зазоров между сопрягаемыми деталями вслед за нормальным износом наступает катастрофический износ, что приводит к ненормальной работе оборудования, а впоследствии к его авариям. Одним из профилактических средств предупреждения аварии являются периодические осмотры оборудования, узлов и ответственных деталей. При периодических осмотрах определяют, какие детали и узлы могут быть оставлены до следующего планового ремонта, а какие подлежат ремонту или за­мене. Пригодность деталей и узлов в дальнейшей работе устанавливают осмотром, обмером и другими средствами. Величины зазоров указываются в инструкциях по текущему ремонту.

Первоначальная приработка деталей оборудования

Существенное влияние на работоспособность оборудования оказывает приработка деталей в процессе начальной эксплуата­ции новых и отремонтированных узлов станков. Наиболее интен­сивный износ сопрягаемых деталей протекает при работе в пер­вые 8–12 ч. В этот период в отдельных звеньях станка вы­деляется тепло вследствие повышенного трения, появляются незначительные вибрации, шум и другие отклонения. Первый пе­риод характерен низким к. п. д. станка, так как значительная часть энергии затрачивается на преодоление силы трения меж­ду еще не приработанными сопрягаемыми деталями. В процессе приработки деталей и узлов необходимо применять обильную смазку трущихся поверхностей. В этот период выравниваются неровности на поверхностях, оставшиеся после механической обработки детали. Оторвавшиеся мельчайшие частицы неров­ностей попадают между гребешками, образуя новые неровности. Новые неровности, в свою очередь, в процессе дальнейшей при­работки меняют форму, размер и направление. Эти новые не­ровности имеют направление в сторону движения скольжения и являются оптимальными в процессе дальнейшего износа со­прягаемых деталей.

После окончания приработки станка необходимо слить из всех емкостей масло, загрязненное частицами отделившегося металла и посторонними примесями; далее желательно вновь залить все емкости маслом, включить станок на 10–15 мин и провести слив второй порции масла. Это условие является обязательным для прецизионных станков. После заливки свежего масла станок может быть введен в эксплуатацию.

Для ускорения процесса приработки в масло добавляют гра­фитную смесь. Смесь приготовляют из 5 % тонкоизмельченного серебристого чешуйчатого графита в растворе масла индустри­ального 12 или 20. Этот раствор после взбалтывания должен отстояться в течение двух суток, затем ¾ верхнего слоя смеси сливают для добавления в емкость станка. В процессе прира­ботки графит прилипает к поверхности металла и трение про­исходит не между сопрягающимися металлами, а между ме­таллом и графитом, вследствие чего осуществляется более тон­кое срабатывание гребешков, следовательно, повышается чи­стота поверхности и процесс приработки ускоряется.

После правильного проведения приработки процесс изнаши­вания протекает очень медленно.

Смазка оборудования

В процессе работы между двумя сопрягающимися поверхно­стями (например, вал и подшипник) и находящимся между ни­ми смазочным материалом возникает трение. Вследствие трения на поверхностях трущихся деталей появляются отдельные пе­регретые зоны, а также молекулярные химические и струк­турные процессы, которые изменяют качество материалов со­прягаемых слоев.

Структуры металла в поверхностных слоях и внутренних ча­стях деталей имеют существенные различия. На поверхностях деталей происходят разнообразные адсорбционные процессы. В масляный слой подшипника проникает кислород воздуха, который окисляет поверхность шейки вала, образуя на ней тон­кие пленки окислов. Содержащееся в смазочном масле незна­чительное количество кислот действует в процессе работы на феррит.

Если оборудование работает на повышенных режимах и с недостаточным поступлением масла, отдельные зоны сопрягаемых деталей перегреваются. Попавшее на перегретые зоны масло разлагается, выделяя при этом углерод, который соеди­няется со свободным ферритом шейки. Поверхность шейки на­углероживается, а при попадании в зону обильной смазки про­исходит закалка и, наоборот, при попадании в зону нагрева происходит отпуск.

Попадание воды на трущиеся поверхности вызывает образование окислов железа. Например, если применяемая эмульсия бедна по концентрации (избыток воды), то на поверх­ности направляющих станины через несколько часов можно об­наружить следы коррозии. Масляная пленка прочно охватывает поверхность детали и сопротивляется даже высоким давлениям при работе в нормальных условиях. Но если нагрев деталей уве­личивается и достигает 220°С, масляная пленка разрушается, износ трущихся поверхностей увеличивается – происходит схва­тывание или заедание трущихся поверхностей, которое приво­дит к катастрофическому износу сопрягаемых деталей. В дан­ном случае мы наблюдаем процесс сухого трения.

В жидкостной фазе масляный слой разделяет трущиеся поверхности деталей станков и уравновешивает приложенную нагрузку.

Смазочные материалы и их применение

От качества смазочных материалов, применяемых для ме­таллорежущего оборудования, зависит срок его службы. Смазочные материалы должны обеспечить совершенную смазку в интервале скоростей, нагрузок и температур, установленных для данного станка или механизма, и весьма незначительно из­менять свое качество под влиянием температур, кислорода воз­духа и других факторов. Масла не должны образовывать осад­ки, которые загрязняют маслопроводную систему и вызывают коррозию.

Для смазки металлорежущих станков применяют главным образом индустриальные масла, которые разделяются на три группы:

а) легкие масла с пределами вязкости 4–10 сст при 50°С;

б) средние масла с пределами вязкости 10–58 сст при 50°С;

в) тяжелые масла с пределами вязкости 9–28 сст при 100°С.

Цифры, приводимые в наименовании отдельных сортов ин­дустриальных масел, соответствуют средней кинематической вязкости в сантистоксах. Например, индустриальное 20 имеет пределы вязкости 17–23 сст при 50°С.

В стандартах на масла указывается вязкость условная и ки­нематическая.

Условная вязкость – это отношение определенного количест­ва испытуемого масла при температуре опыта (20, 50 и 100°С) ко времени истечения такого же объема дистиллированной во­ды при тех же условиях и температуре 20°С.

Кинематическая вязкость представляет собой удельный ко­эффициент внутреннего трения масла или отношение динамиче­ской вязкости масла  к его плотности , т. е. v=/.

Единицей ее измерения служит стокс (ст). Стокс характери­зует вязкость масла, плотность которого равна 1 г/см³. Сотая часть стокса называется сантистоксом.

Таблица 2.4

Индустриальные масла, применяемые для смазки металлорежущих станков

Наименование масел	Вязкость кинематическая при 50С в сст	Вязкость по Энглеру при температуре 50С	Температура вспышки в закрытом тигле в С не ниже	Температура застывания в С не выше	Назначение смазки
I. Лёгкие индустриальные масла
Масло для высоко скоростных механизмов Л (ГОСТ 20799-88) (велосит)	4,0–5,1	1,29–1,40	112	–25	Для точных механиз­мов, работающих с ма­лой нагрузкой при 15–20 тыс. об/мин или ско­ростью 4,5–6,0 м/сек, шпинделей шлифоваль­ных станков.
Т (вазелиновое)	5,1–8,5	1,40–1,72	125	–20	Для шпинделей шли­фовальных и других станков, работающих с малой нагрузкой при 10–15 тыс. об/мин со скоростью 3,0–4,5 м/сек
Сепараторное Л (ГОСТ 20799-88)	6,0–10,0	1,48 1,86	135	+5	Для механизмов, работающих при 10–15 тыс. об/мин со скоростью 3,0–4,5 м/сек, высокопроизводительных шпинделей шлифовальных и других станков
II. Средние индустриальные масла
Сепараторное Т	14,0–17,0	2,26–2,6	165	+5	Для подшипников тяжелых сепараторов, также для механизмов, работающих со средней или малой нагрузкой при больших скоростях
Индустриальное 12 (веретенное 2) (ГОСТ 20799-88)	10–14	1,86–2,26	165	–30	Для шпинделей шлифовальных станков, работающих до 10 тыс. об/мин, гидравлических систем станков, подшипников электродвигателей с кольцевой смазкой
Индустриальное 20 (веретенное 3)	17–23	2,6–3,31	170	–20	Для станков малого и среднего размеров, работающих при повышенных скоростях гидравлических систем
Индустриальное 30 (машинное Л)	27–33	3,81–4,59	180	– 15	Для крупных и тяжелых станков, гидравлических систем станков (с поршневыми регулируемыми насосами и др.)
Индустриальное 45 (машинное С)	38–55	5,24–7,07	190	–10	Для тяжелых станков работающих при малых скоростях
Индустриальное 50 (машинное СУ)	42–58	5,76–7,86	200	–20	Для машин и станков, работающих с большой нагрузкой и малой скоростью; для механизмов работающих в помещениях с высокой температурой
Индустриальное выщелоченное 20 В (веретенное 38) (ГОСТ 20799-88)	17–23	2,6–3,31	170	–15	Для станков, оборудованных поточной системой смазки
Индустриальное выщелоченное 45 В (машинное СВ)	38–52	5,24–7,07	180	–8	То же

Продолжение табл. 2.4

III. Тяжёлые индустриальные масла
Масло цилиндровое легкое 11 (цилиндровое 2) (ГОСТ 20799-88)	9–13	1,76–2,15	215	+5	Для станков, работающих с большой нагрузкой и малой скоростью, для червячных передач тяжелых станков

Консистентные смазки

Эти смазки представляют собой минеральные масла, загу­щенные кальциевыми, натриевыми и другими мылами или твер­дыми углеводородами (парафином, церезином). Наибольшее распространение имеют кальциевые влагостойкие консистентные смазки (солидол).

Смазывающие устройства металлорежущих станков

Смазка деталей станков производится индивидуальным и централизованным способом. Индивидуальная смазка бывает периодическая и непрерывного действия. В свою очередь, перио­дическая смазка осуществляется без принудительного давления (масленки) и с принудительным давлением (одноплунжерные насосы с ручным приводом).

Индивидуальная смазка непрерывного действия также может быть без принудительного давления (масляная ванна, разбрызги­вание при помощи центробежной силы, применение капельных масленок, колец и др.) и с принудительным действием (насосы – лопастные, плунжерные и шестеренчатые).

Централизованная смазка – это такая смазка, когда от одно­го насоса масло поступает в несколько отдельно расположенных смазочных устройств. По времени действия смазка разделяется на периодическую и непрерывного действия. Периодическая цент­рализованная смазка бывает без принудительного давления (групповые регулируемые и нерегулируемые масленки) и с при­нудительным давлением (масленки и насосы с периодической работой).

Смазка непрерывная централизованная без принудительного давления осуществляется разбрызгиванием капельным способом и самотеком. К смазке с принудительным давлением относится многоточечная с механическим приводом.

На рис. 2.2, а показана резервуарная масленка. Чтобы прегра­дить путь быстрому истечению масла, на дно масленки укладывают войлок, который выполняет работу фильтра, а также доза­тора масла. На рис. 2.1, б показана фитильная масленка. Ее произ­водительность от 0,5 до 5 см³ масла в час. Фитили хорошо изготовлять из шерстяных ниток без узлов. Для установки фитиля служат усики 5 и специальное кольцо 4. Масло из резервуара 2 через фитиль 1 подается самотеком в канал 3 и к месту смазки.

На рис. 2.2, в показана масленка с запорной иглой. Для осуществления смазки необходимо рычагом приподнять запорную иглу 2, которая перекрывает отверстие 3 и масло из масленки направится к трущимся поверхностям. Количество подаваемого масла регулируется гайкой 1; при вращении гайки игла опускается или поднимается. Для проверки работы масленки служит глазок 4.

На рис. 2.2, г показана колпачковая масленка (тавотница), которая служит для смазки сопрягающихся деталей консистент­ной смазкой. Смазку помещают в резервуар масленки и при навинчивании колпачка создают давление внутри резервуара, что заставляет смазку направиться к смазывающей поверхности.

Для обеспечения определенного количества масла в коробке скоростей и других корпусах пользу­ются специальными маслоуказателями.

Рис. 2.2. Маслёнки для индивидуальной смазки: а – резервуарная, б – фитильная, в – капельная, г – колпачковая

На рис. 2.3, а показан трубчатый маслоуказатель, который состоит из уплотненной шайбы 1, штуцера 2, металлической трубки 3 со сквозным прорезом 4 для наблюдения за уровнем масла внутри металлической трубки, в центре которой имеется риска уровня масла, крышка 5 и пробка 6 для спуска масла. К недостатку этой конструкции следует отнести то, что трубча­тые маслопускатели можно легко повредить, и кроме того, высота их Н, равная 75, 100 и 150 мм, увеличивает габариты станка.

Рис. 2.3. Маслоуказатели: а – трубчатый, б – встроенный в станок, в – при помощи щупа

На рис. 2.3, б показан маслоуказатель, встроенный в станок. В конструкции этого маслоуказателя нет недостатков трубчатого маслоуказателя. Встроенный маслоуказатель имеет корпус 1, стеклянный глазок 2, крепежные винты 3 и уплотненную про­кладку.

На рис. 2.3, в показан маслоуказатель упрощенной конструк­ции. При помощи щупа определяют уровень масла в ванне, но для этого необходимо остановить станок, протереть щуп, опу­стить его в ванну через специальное отверстие и вынуть его из ванны. На щупе будут следы масла. Сравнивая их с контрольной риской на щупе, можно сделать вывод об уровне масла в ванне.

Рис. 2.4. Схема централизованной подачи смазки

На рис. 2.4 показана схема централизованной смазки. Из бака 1 шестерёнчатыми насосами 2 масло нагнетается в фильтр-резервуар. Здесь масло фильтруется, охлаждается и направляется по трубопроводу в места назначения.

Для определения температуры масла, выходящего из фильтра 4, имеется термометр 5. Избыток масла через предохранительный клапан 3 направляется обратно в бак 1.

21