Реферат: Материалы и расчетные характеристики подшипников качения для условия сухого трения

БалтийскийГосударственный Технический Университет

им Д.Ф.Устинова.

<<ВОЕНМЕХ>>

Кафедра «Детали машин»

<img src="/cache/referats/20878/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

Курсоваяработа.

Материалы ирасчетные характеристики подшипников качения для условия сухого трения.

                                                                                    Преподаватель: Каратушин С.И.

                                                                            Студент: Трошев Р.А.

                                                                                          Группа: К-511

        

Санкт-Петербург

2005 г

Подшипники качения для условия сухого трения, материалы иконструктивные особенности.

Введение.

            ДирективамиXXIIIсъезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на1966 – 1970гг. предусматривается выпуск машин и приборов новых конструкций,предназначенных для эксплуатации в условия низких температур, коррозионныхсред, вакуума, а так же расширение производства специальных подшипников. Этиподшипники, способные работать в условия сухого трения, позволяют получать наобрабатывающих машинах продукцию высокой кондиционности (текстильное, обувное,пищевое, фармацевтическое и другое оборудование), удешевляют и упрощаютконструкции машин и агрегатов и их обслуживание, повышают надежность и долговечностьмашин, работающих в тяжелых производственных условиях, что дает значительныйэкономических эффект.

            Применениеподшипников сухого трения стало возможно только с появлением новых материалов,позволяющих использовать их в трущихся парах без смазки.

Применение подшипников сухого трения.

            Сухое трение появляться при взаимодействииповерхностей, не разделенных слоем жидкой смазки. В случае очень тонкого слояжидкости на поверхности (порядка 0,1мк) или адсорбированных капель во времявзаимодействия возникает граничное трение, переходящее с увеличением толщинысмазочного слоя в полужидкостное. При полужидкостном поверхности не полностьюразделены  и могут касаться выступамишероховатости. С увеличением толщины смазочного слоя поверхности полностьюразделяются жидкой смазкой и не вступают в контакт друг с другом. Такое трение,определяемое силами вязкости, называется жидкостным.

            Работамашин и агрегатов современной техники происходит со всё возрастающимискоростями и давлениями, высокими и низкими температурами в вакууме. Повышаютсятребования к надежности и долговечности наряду со стремлением к упрощению иудешевлению разрабатываемых конструкций, к кондиционности вырабатываемыхпродуктов.

            Одними средств обеспечения работы машин в этих условиях является использованиеподшипников сухого трения, некоторые области применения которых рассмотреныниже.

            Известно, что масла и смазочные материалы внастоящее  время работоспособны вдиапазоне температур примерно   –30до   +300<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">°

С. При более высокихтемпературах (600<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°С и выше) подшипникижидкостного трения не обеспечиваются смазкой. В этих условиях подшипники сухоготрения, позволяющие работать с температурами свыше 400<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°С, значительно у прощают конструкции машин, аиногда являются единственными приемлемыми, с другой стороны конструкция машин,например насосов для перекачивания сжиженных газов, происходит при криогенныхтемпературах (-183 <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¼ — 196<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°С). Криогенные жидкости (азот, кислород ит.п.) не обладают достаточными смазывающими свойствами из-за малой вязкости инизкой температуры кипения, а отсутствие лучших смазок ставит задачуиспользования подшипников, способных работать со смазкой сжиженными газами ирежиме сухого трения.

            Вовремя работы подшипников с высокими нагрузками нет условий для образованиягидродинамической смазки. Смазочное вещество выдавливается из зоны трения,особенно когда нагрузка приближается к пределу текучести материала.

            Низкиескорости в подшипнике также вызывают нарушение гидродинамической смазки, таккак давление в смазочном клине оказывается недостаточным для восприятиянагрузки. Разрыв масленой пленки приводит в зацеплению микронеровностей изадирам поверхностей. В этих условиях для уменьшения задиров, улучшенияприработки и снижение износа целесообразно применять подшипники сухого трения (узлытрения оборудования химической промышленности, автомобилей, прокатных станков ит.п.).

            Использованиеобычных смазок в подшипниках, работающих в вакууме рентгеновских спектрометров,электровакуумных устройств и другой аппаратуре неприемлемо. Вследствие высокойупругости паров большинство жидкостей и смазок в вакууме испаряется и теряетсвои смазывающие свойства. Действие температуры еще более усугубляет этотпроцесс. В данном случае  никакиеуплотнения не способны поддержать вакуум на определенном уровне. Поэтомуприменение подшипников без подвода смазок в условиях вакуума являетсяактуальным вопросом вакуумной техники.

            Вряде отраслей химической промышленности (пищевой, текстильной, химической)применение минеральных смазок приводит к загрязнению вырабатываемого продуктамаслом, нарушению его стерильности.

            Вхимической промышленности по технологическим соображениям загрязнения продуктаминеральной смазкой иногда совершенно недопустимо (попадание масла в кислород,фтористый водород и т.п.)

            Подшипникикачения со смазкой маловязкими средами (керосин, бензин, углеводороды, вода)используются в агрегатах химической промышленности, в топливной аппаратуре ит.п. маловязкие жидкости обладают плохой смазывающей способностью. В процессеэксплуатации возможен переход к полусухому и сухому трению, что значительноснижает долговечность и надежность опорных узлов. Применение самосмазывающихподшипников в этом случае повышается работоспособность опор, позволяетиспользовать технологические жидкости для смазки.

            Самосмазывающиесяматериалы для подшипников становятся все более необходимыми, так как иногдаработа современных машин протекает при экстремальных климатических условиях.Обычные смазочные масла и консистентные смазки требуют особого контроля вслучае изменения температуры. Резкие суточные колебания температуры приводят кбыстрому разрушению минеральных смазок, вследствие чего усложняетсяобслуживание машин.

            Работаподшипников дорожных и сельскохозяйственных машин, автомобилей, химическихаппаратов и машин и др. в агрессивной среде требует подбора износоустойчивыхматериалов, способных противостоять абразивному изнашиванию и поглощатьабразивные частицы. К ним относятся самосмазывающиеся композиции и материалы,работающие без минеральных смазок, мало эффективных из-за загрязненияабразивной пылью.

            Вподшипниковых узлах оборудования атомных реакторов, работающих на трение воблучающих устройствах, бытовых машин, киноаппаратуры и т.п. повторная смазкасовсем исключена ввиду невозможного доступа обслуживающего персонала во времяработы или она затруднена. В этих случаях применение подшипников сухого тренияоблегчает эксплуатацию оборудования.

            Стоимостьмаслосистемы для жидкой смазки может быть относительно высокой по сравнению ссамой машины, а габариты сравнительно большими. Применение уплотнительныхустройств для разделения рабочих и масляных полостей (газ и масло, пар и маслои т.д.) усложняет конструкцию. Это особенно относится к малогабаритныминдивидуальным установкам (микронагнетателям, герметическим газодувкам и т.п.).Здесь использование подшипников сухого трения дает высоких экономических эффектот замены дефицитных материалов подшипников жидкостного трения (бронза, баббити т.п.) на более дешевые самосмазывающиеся материалы и создание более простойконструкции машины.

            Вопросприменения подшипников сухого трения затрагивает многие отрасли современногомашиностроения. К нему все больше обращаются конструкторы, создающие новуютехнику.

Теория сухого трения.

            Работу подшипников без смазки следует рассматриватькак взаимодействие поверхностей при сухо трении. В этом случае в отличие отподшипников жидкостного трения контактирующие поверхности не разделеныискусственно созданной масляной пленкой, полностью устраняющей контакт междуними. Однако нельзя считать, что не смазанные маслом поверхности вступают внепосредственный контакт друг с другом.

            Вреальных условиях поверхность материала адсорбирует газы, пары, влагуокружающей среды, а также зачастую бывает покрыта окисным слоем. Даженезначительно присутствие этих веществ совершенно изменяет картину трения.

            Боуденс сотрудниками измерили коэффициенты трения для чистых металлов. С ихповерхности атомы воздуха и  окисныепленки были удалены нагреванием в вакууме. Полученные значения коэффициентатрения колебались от 1 до 5, а для некоторых пар достигали 10 и выше, тогда какв обычных условиях они составляли менее 1. Поэтому при нормальных условияхработы пары трения всухую, окисные слои и адсорбированные газы предотвращаютконтакт, выступая в роли сухой смазки. Таким же образом действуют и специальновнесенные в зону трения твердые и газообразные вещества, разделяющиеконтактирующие поверхности и уменьшающие трение и износ. В связи с этим сухоетрение в реальных условиях следует рассматривать как взаимодействие трущихсяповерхностей с твердыми и газообразными смазками, что целиком относятся кподшипникам без смазки, самосмазывающимся и подшипникам сухого трения.

Выбор материалов для подшипников сухого трения.

            Вследствие недостаточно обоснованного выбораматериалов для подшипников и смазочных материалов сроки службы машин иагрегатов уменьшаются, возрастает количество ремонтных работ, а также потеривырабатываемого продукта из-за дополнительных простоев оборудования. Отвыбранного материала зависит конструктивное оформление подшипников скольжения.Конструкции подшипников разрабатываются исходя из свойств материалов такимобразом, чтобы свести до минимума или полностью устранить вредное влияниеотрицательных характеристик материала (хрупкость, низкую теплопроводность,гигроскопичность, нестабильность размеров во времени и др.) и наиболееполно использовать низкий коэффициент трения и высокую износостойкостьматериала. Конструктивные приемы являются эффективным средством повышения срокслужбы подшипников.

            Привыборе материала для подшипников сухого трения основное значение имеет ихизносостойкость, а, следовательно, срок службы. Износ опорных поверхностейподшипников сверх допустимой величины нарушает точность взаимного расположениявала с рабочими органами и корпуса, приводит его динамической неустойчивости и вибрации, возможностиразрушения подшипника на ходу. Износ увеличивается с повышением давления(контактных напряжений), а коэффициент трения снижается либо остаетсяпостоянным до критического значения, соответствующего катастрофическому износу.Физико-механические свойства материала подшипника должны обеспечиватьнаиболее высокую износостойкость и упругий контакт при трении, минимальныйкоэффициент трения, отсутствие склонности к задиру, хорошую прирабатываемость.Кроме этого, материал должен обладать достаточно механической прочностью,технологичностью и  стойкостью квоздействию окружающей среды.

            Величинапредельно допустимой температуры для выбираемого материала, при которойпроисходит разрушение или резкое падение механических характеристик, должнабыть больше температуры окружающей среды не менее чем на 50 — 80<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°

С. Характер динамической нагрузки долженсоответствовать прочностным свойствам выбранного материала. Не допускаетсяприменение хрупких материалов, имеющих низкую ударную вязкость (менее 5кгс <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×см/см²) при ударных ивибрационных нагрузках. Применение материала должно быть экономическиобосновано как в сфере изготовления, так и в сфере эксплуатации.

            Материалподшипника должен быть малодефицитным,  еготехнологическая обработка проста и доступна. Производство и механическаяобработка некоторых материалов для подшипников сухого трения связана со сложнойтехнологией, требующей специального оборудования. Их изготовление возможно лишьна специальных участках. Это необходимо учитывать при конструировании машин,требующих переодических ремонтов в нестационарных условиях.

            Дляповышения износостойкости подшипников большое значение имеют мероприятия,связанные с обслуживанием и эксплуатацией: подача смазки, отсутствие утечек(плотность системы), соблюдение теплового режима, борьба с абразивнымизнашиванием в условиях сухого и граничного трения с принятием мер к устранениюабразивных частиц из зоны трения. Тепловой режим должен быть связан степлостойкостью материала и должен обеспечиваются подачей охлаждающей воды,холодного смазочного вещества, циркуляцией рабочей жидкости, тепловой изоляциейи т.п.

            Материалыдля подшипников сухого трения выбираются в зависимости от своей рабочей среды,её температуры и давления, от скорости скольжения по валу, от реакции в опоре(нагрузки), от теплоотвода из зоны трения и требующего срока службы вэксплуатации.

            Материалы,применяемые для подшипников, подразделяются на следующие группы:

1.<span Times New Roman"">     

А – металлические материалы(коррозионно-стойкие стали и сплавы, углеродистые и легированные стали, чугуны,цветные металлы, наплавочные сплавы);

2.<span Times New Roman"">     

Б – материалы на основеуглерода;

3.<span Times New Roman"">     

В – неметаллическиевысокотвердые материалы;

4.<span Times New Roman"">     

Г – материалы на основеполимеров, в том числе металлополимерные.

Материалы для подшипников рекомендуется выбирать вследующем порядке, произведя затем проверочный расчет подшипника. В зависимостиот значения и химической стойкости в рабочей среде выбирают для элементовтрущейся пары материала или группы А с коррозионной стойкостью не ниже 4 баллапо ГОСТ 13819-68 (скорость коррозии 0,01 – 0,05 мм/год) или Б, В, Г у которых неболее <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">±

3% изменения массы за 1000часов испытаний в рабочей среде (по ГОСТ 12020-72).

            Недопускаются к применению материалы, которые в рабочей среде подверженыкоррозионному растрескиванию, межкристаллитной, щелевой и структурной коррозии.Изменение литейных величин образца при испытаниях не должно выводить их запределы поля допусков, предусмотренного в конструкторской документации,относительное изменение механических свойств при испытаниях в течение 1000ч недолжно выходить за пределы <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">±

10%, растрескивание образцовпри испытании не допускается.

            Стехнологической точки зрения наиболее эффективным является выбор материала шееквала с повышенной исходной твердостью и износостойкостью поверхностного слоя,рациональной шероховатостью, высокими жесткостью и усталостной прочностью валаи сохранением соосности опор. Многочисленными исследованиями установлено, чтопри сухом трении и при работе на малых скоростях скольжения более твердыематериалы изнашиваются меньше, чем пластичные. 

            Ресурсработы подшипника определяется из формулы:

                                                          

                                                           Т= h/u;

, где h– максимально допустимаявеличина износа подшипника, устанавливаемая при конструировании машин, мм; u–скорость изнашивания при промышленных испытаниях, мм/ч.

К подшипникам качения, предназначенным для работы врежиме сухого трения, современная техника предъявляет особые требования. Вусловиях вакуума, повышенной температуры, коррозионных сред смазываниеподшипников минеральными смазывающими веществам невозможно, а материалыподшипников должны дополнительно обладать коррозионной стойкостью в различныхжидкостях, парах и газах, не обладающих смазывающими свойствами, но являющихсярабочими средами и проникающие к подшипникам.

5. Основы расчета подшипников сухоготрения.

Целью расчета подшипника сухого тренияявляется установ­ление допустимых   значений   действующей  нагрузки,   скорости скольжения,  температуры  и других  параметров  и их  соответ­ствия   физико-механическим   свойствам  выбранных  материалов пары трения втулка — вал при принятых геометрических соот­ношениях,обеспечивающих наибольший срок службы и доста­точно   высокие  антифрикционные   свойства.   Речь идет  о  том, чтобы в отсутствиисмазывающего материала на трущейся по­верхности  получить наибольшую износостойкость подшипника и обеспечитьминимальное изменение его геометрических размеров во времени сучетом действующих условий эксплуатации. При конструктивной разработке машины илиагрегата производится расчет динамическойсистемы вала, в результате которогоопределяются нагрузка, действующая на подшипник (реакция в опоре), N(кгс), диаметр шейки вала d(в м) и частота вращения вала п (об/мин). Кромеэтих величин из технического задания на проектирование известнымиявляются окружающая среда и ее свойства (коррозионнаяактивность, наличие абразив­ных взвесей и их размеры, вязкость,радиоактивное воздействие и др.), температура окружающей среды,вид нагрузки (спокой­ная, ударная, вибрационная и т. п.).

Используя имеющиеся данные, а также известныефизико-механические свойства материалов, которые могут применяться для подшипников сухого трения, производят предварительный выбор материала подшипника. При выборе материала подшипника руководствуютсясоображениями, изложенными описанными ранее. За­темопределяют геометрические размеры подшипника: длину подшипника l, толщину стенки подшипника sи особенности его конструктивногоустройства (вид крепления втулки, установку в металлическую обойму, фаски и т. д.).

Длину подшипникавычисляют по формуле

                                                                       L=<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;letter-spacing:.3pt;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">p

Nn/(600pv)                                                                    

Полученное значение длины подшипника сопоставляют со
стандартными размерами (например, по ГОСТ 1978 73). Cдругой стороны, длина подшипника зависит от оптимального отношения длины к диаметру l/d, которое устанавливается практикой эксплуатации подшипников.

При выборе длины lнеобходимоучитывать, что при её, уменьшении снижается несущая способность подшипника. Сувеличением длины возрастают потери на трение, увеличивается,неравномерностьраспределения нагрузки по длине, происходит более сильный нагрев подшипника.Толщина стенки подшип­ника также выбирается по рекомендациям из соображений кон­структивнойпрочности, технологичности изготовления и луч­шего отвода тепла. Последующимрасчетом отношение l/dкорректируется. В настоящее времяпредложено несколько методов расчета подшипников  сухого трения,  изложенных ниже.

5.1 Расчет покритерию прочности.

Этот расчет заключается в обеспечении необходимой прочностиподшипника, материал ко­торого подвергается объемному сжатию под действиемнагрузки. К таким материалам относятся, например, пластмассы.

За критерий прочности или несущую способность подшип­никапринимают среднее давление

p=N/S,<span Arial",«sans-serif»; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; color:black">

где  S— расчетная  площадь   контакта,   условно  принимаемая равной площади проекции подшипника, см2,

S= ld.<span Arial",«sans-serif»;mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;color:black">

Подставляя (1е) во (2е), имеем

p=N/(ld).<span Arial",«sans-serif»; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; color:black">        

Несущая способность подшипника — величина условная, так какконтакт подшипника и вала происходит на дуге менее 180° и фактическая площадьконтакта меньше значения, принимае­мого в расчете. Точно определить еерасчетным путем сложно из-за ряда факторов, которые трудно учесть в инженерномрас­чете.

Для подшипников сухого трения с твердосмазочными по­крытиямиЮ. Н.  Дроздовым и С. Л. Гафнеромполучена формула для определения среднего давления с учетом действи­тельнойпротяженности контактной зоны подшипника и вала:

                                                            P=(N/ld)<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">×

(1/sin<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;color:black;mso-ansi-language:EN-US; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">jо)

где <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;color:black;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">j

о — средний полуугол контакта,… °,

<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;color:black;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">j

о=(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;color:black;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">jон+<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">jок)/2

где <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;color:black;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">j

он — начальный полууголконтакта, определяемый по на­чальным геометрическим размерам подшипника; <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">jок —конечныйполуугол контакта, определяемый из условия увеличения ра­диального зазора натолщину изношенного слоя.

Пренебрегаяупругими свойствами покрытия из-за малой его толщины, средний полуугол контактаопределяют по формуле

<img src="/cache/referats/20878/image004.gif" align=«right» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1026">

                <span Courier New"; mso-hansi-font-family:«Courier New»;color:black;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">j

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;color:black">о=

где μ1 и μ2  —коэффициенты Пуассона для подшипника и вала соответственно; ε — радиальныйзазор (назначается по ходовой посадке 2-го класса точности);

ψ = E1/E2

где E1, E2  — модули упругости для подшипника и валасоответ­ственно; k— показательстепени определяется по следующим формулам:

При 10 > ψ> 0,1

k= m1μ1 + m2μ2 + n0,

где m1 = 0,08 — 0,05 lgψ>;  m2 = 0,20 + 0,21 lgψ;  n0 — коэффи­циент, определяемый по графику;

при ψ >10<span Arial",«sans-serif»;mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;color:black">        

k= 0,41 μ2 +0,448;

при ψ <0,1<span Arial",«sans-serif»;mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;color:black">       

k= 0,16 μ1+ 0,554.

Критерий прочности (кгс/см2) определяется зависимостью

                                                           p≤[p]

где [p] — предельно допускаемое давление для выбранного материалаподшипника.

Величина  предельно   допускаемого   давления  для   каждого

материала определяется экспериментально и характеризует на­чалокатастрофического разрушения, сопровождающегося интенсивным износом при при­нятойпостоянной скорости скольжения. Как показывают испытания с увеличением ско­ростискольжения предельно допускаемое давление падает в основном из-за повышениятемпературы в зоне контакта и изменения, вследствие этого,физико-механических    свойств материала.Поэтому   несущая способность подшипникаограничивается также предельно до­пускаемой скоростью скольжения [v].Несущаяспособность р = 0, когда скорость скольжения

                                                               v≥ [v].<span Arial",«sans-serif»; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; color:black">          

Величина [v] для каждого материала также определяется экспериментально инаряду с [p] характеризует его антифрик­ционные свойства. Для нормальнойработы подшипника сухого трения необходимо соблюдение условия

                                                           v≤ [v].<span Arial",«sans-serif»; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; color:black">          

где скорость скольжения  (м/с)   на поверхности шейки вала

V= πdn/60

Если вал совершает колебательное движение, то скорость скольженияописывается уравнением

v= vαsinωt

где va— амплитудноезначение скорости скольжения; ω — угло­вая частота колебаний, 1/с,

                                                           ω= πn/30

Амплитудная скорость скольжения определяется по формуле

va= αω d/2,<span Arial",«sans-serif»; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; color:black">                                   

где α — угловая амплитуда колебательного движения.

Значения [р] и  [v] задаются в виде справочных данных.

5.2. Расчет покритерию износостойкости.

 Связь между допустимойскоростью скольжения [v] и сроком службы подшипника Г молено установить,используя формулу И. В. Крагельского для интенсивности изнашивания трущейсяповерхности, определяе­мой как объем материала ΔV, удаленный с единицы номиналь­ной поверхности на единице путитрения,

Ih=ΔV/(AαL),                         (*)       <span Arial",«sans-serif»;mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;color:black">

<span Arial",«sans-serif»;mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;color:black"> 

где Аα— фактическая  площадь контактаподшипника и вала; L— путь трения;

ΔV/Aα= Δh                (**)

где Δh— средняятолщина изношенного слоя подшипника. При равномерном вращении вала:

                                                           Ih=Δh/L                                 

L= [v]T.                     (***)  

Подставляя значения величин из этих формул (**), (***) вфор­мулу (*), получим для срока службы подшипника (ч) выра­жение

                                                           T= Δh/(Ih·[v])                                                                                                                                 

В формуле этой принимают Δhза линейный износ, харак­теризующийся изменением размераподшипника в направлении, перпендикулярном валу.

Обычно предельное значение величины [Δh] известно, ис­ходя из допустимыхзазоров в подшипнике, влияющих на точ­ность работы машины в целом.Интенсивность изнашивания Ihдля данной пары трения материалов устанавливаетсяэксперементально на машинах трения в условиях, максимально прибилиженных кэксплуатационным или в промышленных условиях при испытаниях оборудования.<span Arial",«sans-serif»; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; color:black">            

Инженерная методика расчета на долговечно путемиспользования закономерностей процесса изнашивания во времени и физическихзакономерностей износа материалов.

В качестве примера использования этой методики показанызакономерности износа Δhопорныхповерхностей червячных прессов (гильз, фильтрующих стержней)  в зависимости от времени работы t, полученные автором в результате промыш­ленных испытаний нахимических комбинатах, проведенных при следующих условиях работы: температура140—200 °С, скорость скольжения до 1,5 м/с, пара трения стеллит — стеллитработает в суспензии (крошке) синтетического каучука.

В период Iизнашиванияпроисходит приработка червячного вала и опорных поверхностей   гильз (подшипников)  с измене­ниемшероховатости поверхности и износом Δhп. После прира­ботки следует  период  II  установившегося   (нормального)   износа Δhн, который заканчивается интенсивным износом — (период III), приводящим к потере производительности. Для ра­ссматриваемыхмашин   [Δh] = 2,5 мм, при котором червячный пресс перестает выполнять своеназначение.

В период нормальной эксплуатации скорость изнашивании остаетсяпостоянной:

                                                            

u= Δhн/t.

Скорость изнашивания определяется в основном давлением pскоростьюскольжения v.Для абразивногоизнашивания по М. М. Хрущову линейный износ пропорционален давлению наповерхноститрения р и пути трения L<span Arial",«sans-serif»; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; color:black">                     

<span Arial",«sans-serif»;mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;color:black">           

                                                                       Δhн = КрL= Kpvt

 или, используя формулу,

                                                                       u= Kpv

           

где K— коэффициент износа,характеризующий износостойкость материалов и условия работы пары трения.

Для изнашивания без абразива зависимость скорости изна­шиванияможет быть выражена степенной функцией

                                                             u=Kpmvn.<span Arial",«sans-serif»;mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;color:black">     

Срок службы подшипника (ч) может быть вычислен по фор­муле

                                               T=([Δh] – Δhп)/u

Расчет на изнашивание производят по величине износа и формеизношенной поверхности. Форма изношенной поверхно­сти рассчитывается в каждомконкретном случае, исходя из геометрических соотношений изнашиваемогосопряжения.

<img src="/cache/referats/20878/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1027">
И. В.Крагельским предложен метод расчета интенсивности изнашивания I сопряжения,позволяющий в не

еще рефераты
Еще работы по материаловедению