4.4 Зношування робочих поверхонь деталей

Втрата працездатності машин і механізмів відбувається не тільки у результаті руйнування деталей, але й при зміні форми поверхонь контакту деталей, що обумовлено їх зношуванням у результаті тертя.

Рисунок 4.5 – Процес зношування

Процес зношування у часі протікає наступним шляхом (рис. 4.5). Перший період (І) називається притиранням, коли нерівності, що залишились після механічної обробки, робочих поверхонь у результаті їх взаємодії зрізаються або пластично деформуються. Мікрогеометрія поверхні у цей період постійно змінюється. Притирання продовжується до тієї пори, поки ширина площадок, що утворюються, не перевищить ширину впадин у зоні дотику на робочих поверхнях. Після притирання наступає період нормальної експлуатації виробів – рівномірне зношування (ІІ) Основною характеристикою цього періоду є величина швидкості зношування v: чим менша ця величина тим більшим є термін експлуатації. Третій період (ІІІ) – катастрофічне зношування – супроводжується недопустимим збільшенням зазорів у спряженнях: погіршуються умови змащування, зростає енергії співударяння контактуючих поверхонь, що знижає довговічність пари тертя.

Процес зношування і його особливості залежать:

– вихідних властивостей матеріалів контактуючих деталей;

– виду тертя;

– тиску у зоні контакту;

– відносної швидкості;

– температури;

– середовища та ін.

Найбільш поширеними видами зношування деталей є абразивне і корозійно-механічне.

Абразивне зношування – процес механічного руйнування поверхонь внаслідок дії на них твердих частинок (абразивів), які потрапляють у зону тертя. Це деталі сільськогосподарських машин, будівельних, бурових і т.д., які взаємодіють з грунтом, будівельним матеріалом і т.д.

Корозійно-механічне зношування – процес руйнування внаслідок механічної взаємодії при терті контактуючих поверхонь і корозії. Цей вид руйнування характерний для підшипників, деталей циліндро-поршневої групи двигунів і т.д.

При високих тисках і температурах у зоні контакту, при пружній чи пластичній деформації поверхневих шарів може виникнути розрив масляної плівки, що розділяє поверхні пари тертя, і руйнування на них масляних плівок. При цьому виникає схоплювання поверхонь і як наслідок задири і заїдання.

Викришування робочих поверхонь. При відносному коченню двох деталей в умовах високих контактних навантажень виникають ямки і раковини. При комбінації високих навантажень і тертя також виникають ямки і раковини. Цей вид руйнування називається фретінг. У присутності середовища цей процес називається фретінг-корозією [1].

5 Основи розрахунку механізмів пристроїв

Розрахунок пристроїв полягає у визначенні переміщень деталей їх прискорення і сил та моментів, які при цьому виникають. Основна мета розрахунку – визначення поперечних січень і розмірів деталей та механізмів, які піддаються дії цих сил з умови міцності та довговічності. Нижче подаються найпростіші елементарні поняття та формули, які для цього використовуються.

5.1 Кінематичний розрахунок

При кінематичному розрахунку механізмів та машин насамперед визначається переміщення, швидкість та прискорення, а також сили, які діють і виникають у процесі їх роботи. Розглянемо два основні види руху – поступальний і обертальний. У табл. 5.1 наведені формули для визначення переміщення, швидкості, прискорення і інерційних сил та моментів, які при цьому виникають.

Таблиця 5.1 – Розрахункові формули

Прямолінійний рух	Обертальний рух	Зв’язок між ними
– переміщення	– переміщення	; – радіус
– швидкість
– прискорення	– кутове прискорення	– дотичне прискорення
– інерційна cила	– інерційний момент	; – дoцентрове прискорення
– вага тіла	– момент інерції	– повне прискорення при обертанні
		– відцентрова сила
– сила тертя ковзання	; – момент тертя кочення	– сила тертя кочення
– коефіцієнт тертя ковзання	– коефіцієнт тертя кочення
– робота	– робота