|
Теоретические и экспериментальные
исследования по проблеме изменения состояния элементов, сравнительно полно
отражая износы подвижных деталей под действием нагрузок, недостаточно
освещают процессы изнашивания многих деталей, образующих неподвижные
сопряжения (неподвижные посадки и винтовые соединения) и закономерности
влияния этих износов на работоспособность машин.
Неподвижные сопряжения машин образуют их структуру (сеть
статических связей) и определяют стабильность макрогеометрии деталей в
сборочных единицах, а сборочных единиц — в машине, которая предусматривается
в ее конструкции в виде взаимосвязанной и устойчивой системы размерных цепей.
В тракторах и многих других сельскохозяйственных машинах
количество деталей, образующих неподвижные сопряжения, как правило, превышает
коли-, чество деталей, образующих подвижные сопряжения, что уже само по себе
характеризует значимость их .износа для ухудшения работоспособности машин.
Нарушения многих неподвижных сопряжений своеобразны и нередко приводят к
тяжелым последствиям. Износы отдельных деталей неподвижных сопряжений,
особенно базовых и корпусных (рамы и лонжероны, корпуса задних мостов,
коробок передач, редукторы'; картеры, цилиндры и блоки цилиндров двигателей и
т. д.), назначение которых, как известно, — обеспечение заданного взаимного
положения деталей механизмов, во многих случаях являются признаком исчерпания
ресурса и прекращения функционирования сборочных единиц и машин в целом. -
Износы таких деталей бывают малозаметными и не
обнаруживаются замерами в условиях эксплуатации. Однако и при этом они
вызывают нарушение макрогеометрии элементов, ослабление структуры связей
между ними, заметно повышают скорость изнашивания сопряженных деталей
подвижных соединений— подшипников, валов, шестерен, предопределяют
значительное снижение ресурса сборочных единиц, а также и машин.
Статистические данные показывают, что в тракторах и других
сельскохозяйственных машинах особенно большое распространение имеют следующие
виды износов базовых и корпусных деталей: нарушение макрогеометрии
(коробление) корпусных деталей под действием внутренних напряжений (старение,
тепловое воздействие) и внешних механических нагрузок; пластйчеекое
деформирование (смятие) привалочных
плоскостей корпусных деталей под действием высоких
знакопеременных механических удельных нагрузок; абразивное и коррозионное
нарушение и пластическая Деформация (смятие) посадочных поверхностей
(установочных баз) корпусных и базовых деталей под действием внешних
воздействий; абразивное и коррозионное изнашивание, смятие, истирание . и
срыв резьбы в корпусных деталях; образование микро- и макротрещин в корпусных
и базовых деталях.
Действие отмеченных видов изнашивания корпусных и базовых
Деталей вызывает появление следующих отклонений состояния (дефектов):
нарушение размеров и фермы основных отверстий под подшипники вращающихся
деталей, приводящее к смещению Ьсей; нарушение соосности расположения
основных Швёрстий под подшипники; изменение межосевых расстояний основных
отверстий под подшипники; нарушение параллельности и возникновение перекосов
осей основных отверстий под подшипники; нарушение правильности расположения
осей основных отверстий относительно отработанных плоских поверхностей
корпусных деталей; нарушение прямолинейности плоских поверхностей корпусных
деталей.
Нарушение соосности базовых отверстий и смещение осей вращающихся
деталей вызывают радиальное биение, при нарушении параллельности осей й
/Возникновении перекосов дополнительно появляется торцовое биение деталей,
возникающие перекосы и смещения осей нарушают правильность .взаимодействия
деталей (зацепление зубьев шестерен, перемещение шестерен на шлицах валов и
т. д.).
Износы деталей в кинематических парах и звеньях
увеличивают отклонение деталей от исходного положения, усиливают радиальное и
торцовое биение, нарушает правильность взаимодействия между элементами
деталей и т. д.
4В силу отмеченного смещения деталей под действием износов
элементов машин, а также недостатков, Допускаемых при монтаже, точность
работы механизмов существенно снижается, а ошибки их, характеризующиеся
отклонениями движения кинематических нар и звеньев от идеально точного
движения, растут.
Влияние отмеченных ошибок механизмов на повышение
напряженности деталей, а также на ухудшение работоспособности машин пока еще
изучено слабо. В то же время отмечается, например, что во многих блоках
автомобильных двигателей, поступивших в ремонт, неперпендикулярность осей
цилиндров к оси коленчатого вала достигает 0,08 мм на длине 100 мм, в результате изнбс цилиндров таких двигателей увеличивается на 25—30% по
сравнению с двигателями, не имеющими этого дефекта.
При сборке ремонтируемый двигателей Д-54 нередко нарушают
размерную цепь, определяющую взаимное положение цилиндра и коленчатого вала
(смещение в продольной плоскости), что усиливает изнашивание деталей
цилиндро-поршневой группы в среднем на 15—20% в сравнении с двигателями, не
имеющими такого смещения.
Исследованием установлено существенное сокращение
долговечности зубчатых колес коробок передач тракторов ДТ-54 в связи с
перекосом в зацеплении зубьев, возникающим из-за износа в корпуса коробок
передач посадочных мест под корпуса подшипников, а также корпусов подшипников
и сами подшипников. Если при перекосе зубьев 0,0003 радиан напряжение в зубе
увеличивается на 18% от первоначального, то при перекосе 0,0059 радиан—- на
75%, что и вызывает выкрашивание зубье в первый же момент работы коробок под
нагрузкой (50—100 ч).
Износы корпусных и базовых деталей, образукк щих
неподвижные сопряжения в тракторах, автомоч билях и других машинах, — важная
причина нарасч тания скорости изнашивания многих основных эле% ментов машин.
В принципе поставленные на машину новые эле% менты взамен
изношенных могут служить так ж долго, как и первоначальные, а в отдельных
случая наиболее качественно изготовленные или восстановч ленные — даже
дольше.
Многими исследованиями подтверждается, чт долговечность
включенных в кинематические звень машины деталей, установленных вновь, при
каждо замене постоянно сокращается, что можно видеть например, на рисунке/11,
характеризующем распределение ресурса последовательно заменяемых шесте рен
коробки передач гусеничного трактора. Это мож но объяснить ухудшением условий
работы деталей под действием внутренних факторов, которые в связ с присущей
им природой возникновения определен как внутренние возмущения в механизмах и
систе. мах машин в отличие от внешних, вызываемых вьк полнением машиной
заданной функции и условиям использования. При этом под внутренними аозмуще.
ниями в агрегатах и узлах машин понимаются свое.
|