Граничний знос і терміни служби деталей

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

Згідно технічному критерію граничному значенню зносу відповідає:

– почало різкого зростання інтенсивності зношування;

– гранично допустиме зниження міцності деталі, що зношується, унаслідок зміни її розмірів;

– вплив зносу робочого органу або деталей сполучення, що виходить за межі допустимого, на працездатність інших деталей;

–самовимикання механізму з роботи.

В окремих випадках значний знос може привести до порушення кінематичної взаємодії деталей і в результаті – до повного припинення роботи механізму, як, наприклад, при зносі храпового механізму, або деталей магнітної системи контактора.

Технічна ознака граничного зносу також може притягуватися для оцінки допустимої зміни характеру нерухомого сполучення (з'єднання з натягом, шліцьове і шпоночне з'єднання) унаслідок контактної корозії, релаксації напруг і макропластичної деформації деталей. Тут виникають труднощі встановлення числових значень показника зносу.

Підставою для функціонального критерію служить зміна у міру зношування функцій, що виконуються вузлом або машиною. Відхилення розмірів профілю прокату від номінального унаслідок зносу валків, погрішності форми обробленого на металоріжучому верстаті виробу, подача компресора при заданому тиску на виході – приклади показників якості.

Форсоване зношування елементу або сполучення в кінці його служби не завжди є єдиною підставою для висновку про їх непридатність до подальшої роботи; вибраковування може бути проведене і по інших міркуваннях, коли аварійної ситуації в елементі або сполученні ще немає. Це ще більш виявляється при підході до величини зносу за функціональною ознакою. Плунжерную пару бракують при сталому зношуванні навіть невисокої інтенсивності, коли витоки перевищують встановлену межу або порушується чіткість відсічення рідини. Граничний знос по функціональному критерію відповідає гранично допустимому відхиленню якості роботи від норми.

Економічні показники роботи машини покладені в основу третього критерію граничного зносу. Найменші витрати на одиницю вироблення при збереженні якості в заданих межах є економічним критерієм оптимального терміну служби, міжремонтного періоду робочого органу або вузла машини. Найбільша експлуатаційна продуктивність машини при збереженні якості вироблення в заданих межах – друге формулювання критерію.

Визначення граничного зносу робочого органу або вузла (машини) по цій методиці полягає в наступному. Оскільки із збільшенням терміну служби амортизаційні витрати на одиницю продукції зменшуються, а експлуатаційні витрати зростають, то існує мінімум сумарних витрат. Якщо побудувати графіки амортизаційних витрат на одиницю продукції залежно від поточного вироблення, експлуатаційних витрат і сумарних витрат, то значення мінімальної ординати останнього графіка визначає граничний термін служби по економічному критерію.

Якщо зношені деталі використовують після ремонту, то при економічному аналізі враховують і витрати на ремонти, що зростають при більшому ступені зносу.

Економічний критерій є найбільш загальним, але їм можна керуватися лише тоді, коли зміна того або іншого показника зносу або сукупності їх помітно впливає на економічність роботи машини. Інакше точність економічного аналізу стає проблематичною, і два інші критерії в достатньо повній мірі задовольняють вимогам економічності. Технічні і функціональні ознаки є основними в тих випадках, коли не потрібно рахуватися з рентабельністю роботи машини.

Термін служби деталі або вузла визначають не тільки по граничному зносу відповідно до того або іншим критерієм, але і іншими чинниками, такими, як втома, контактна втома, корозія, відкладення на деталях і ін. Знос деталі або зв'язаної пари нерідко характеризується декількома показниками. Важливо виявити найбільш істотний з них по дії на працездатність. На роботу підшипника ковзання впливає не тільки збільшення зазору. Еліпсне і інші спотворення форми деталей в поперечних перетинах змінюють співвідношення між кривизною дотичних поверхонь, тому можливості реалізації тертя при рідинному мастилі стають іншими.

Розглянемо інший приклад. У лемеша плуга при зносі його ріжучої кромки змінюється контур по довжині (як по лезу, так і по стиковій лінії з відвалом) і по ширині, зменшується товщина леза. Завдання полягає в тому, щоб з'ясувати, який з показників зносу раніше інших досягає граничного значення. Встановлено, що на суглинних грунтах контур лемеша змінюється інтенсивніше, ніж знос по товщині. Оскільки якість роботи плуга більше залежить від зносу лемеша по ширині, то цей показник зносу може бути прийнятий як основний.

Визначити швидкість зношування в реальних парах можна тільки на підставі даних експлуатації. Але і тут спостерігається великий розкид результатів. У кожен момент швидкість зношування деталей є функцією багатьох змінних чинників, таких як:

– неповна однорідність якості матеріалів одних і тих же марок;

– неоднакові початкові дійсні розміри деталей в сполученнях і коливання зазорів в межах полів допусків;

– різні умови експлуатації;

– неоднакова якість матеріалу, що переробляється в технологічних машинах навіть в межах стандарту і т.д.

Необхідно відзначити, що середні терміни служби різних деталей однієї і тієї ж машини повинні бути кратними між собою і кратними міжремонтному періоду роботи машини.