Влияние качества поверхности на эксплуатационные
Характеристики детали.
Точность изготовления детали взаимосвязана с шероховатостью поверхности, чем выше точность, тем выше класс чистоты поверхности. В справочной литературе приводятся зависимости чистоты поверхности от методов её обработки. Конструктор, проектируя деталь, должен четко представлять себе условия её работы, правильно выбрать марку материала, точность изготовления и чистоту поверхности. Несоблюдение этих требований приводит к преждевременному выходу детали из строя. Основными причинами преждевременного выхода детали из строя являются: износ, коррозионная стойкость, прочность.
Износ –удаление материала с поверхности детали в процессе сборки или работы в подвижном соединении. Вследствие износа изменяются посадки и условия нормальной работы детали. На величину износа влияют как шероховатость поверхности, так и физико-механические свойства поверхностного слоя.
Рис. 10
На рис. 10 приведен график износа детали, в котором можно выделить 3-и зоны.
1 – я зона, зона приработки, где величина износа максимальна в течение относительно небольшого промежутка времени. Усиленный износ объясняется взаимодействием гребешков шероховатостей сопрягаемых деталей, вследствие чего происходит их пластическая деформация, истирание или скол выступов, в зависимости от величины шероховатостей и физико-механических свойств материала. Контакт деталей происходит в нескольких точках, по максимальным выступам шероховатости поверхности. В точках контактирования будут возникать максимальные удельные напряжения от действия рабочих нагрузок. В результате в конце этапа приработки в поверхностном слое происходит нагортовка, т.е. упрочнение поверхностного слоя, увеличивается чистота поверхности, снижается трение и как следствие уменьшается износ. Естественно, что не все материалы склонны к упрочнению на этапе приработки. Площадь контактирования и чистота поверхности приближаются к оптимальным значениям для данных условий работы детали в изделии. Этап 2 – зона нормального износа,величина износа 2 значительно меньше, чем на первом этапе, а время работы существенно больше. В конце этапа нормального износа происходит увеличение зазоров в подвижных соединениях, чистота поверхности увеличивается, вследствие чего смазка выдавливается и возникает сухое трение. Вследствие повышения температуры, возможно возникновение явления схватывания, прижогов. При этом с поверхности детали вырываются мелкие частички разогретого металла, которые, попадая в зазор и охлаждаясь, приобретают повышенную твёрдость. Форма поверхности изменяется, упрочнённый слой, в конце второго этапа, уменьшается или полностью стирается. В результате увеличения зазоров увеличивается амплитуда колебаний сопрягаемых деталей, что приводит к деформации трущихся поверхностей. В результате воздействия перечисленных факторов износ резко возрастает, на поверхности появляются борозды и углубления, наступает третий этап – этап абразивного износа. Дальнейшая эксплуатация деталей или изделия исключается.
|
|
|
|
Для увеличения этапа нормального износа могут быть применены различные методы и в частности:
- наличие в сопряжении хотя бы одной детали с высокой твёрдостью поверхности (HRC 33…36);
- применение в сочленении различных марок материалов;
- применение материалов подвергающихся химико-термической обработке;
- выбор необходимой шероховатости поверхности, удерживающей смазку;
- применение специальных покрытий снижающих коэффициент трения.
Коррозионная стойкость – способность материала сопротивляться появлению коррозиии окислению вследствие воздействия окружающей среды.
Сопротивление коррозии в значительной степени зависит от шероховатости поверхности, т.е. от микрогеометрии. Агрессивные вещества, скапливаясь в углублениях шероховатостей поверхности, проникая в межкристаллическую решётку, ослабляют или разрушают межмолекулярные связи в поверхностном слое детали. Чем больше время воздействия неблагоприятных факторов, тем глубже проникает коррозия в поверхностный слой. В результате коррозии изменяются размеры детали, охватывающие размеры уменьшаются, а охватываемые увеличиваются.
|
|
Коррозия может рассматриваться как одна из форм износа. Для уменьшения коррозии используются следующие методы:
- увеличение чистоты поверхности;
- применение защитных покрытий;
- применение коррозионно стойких материалов.
Влияние шероховатости на прочность детали. Наличие на поверхности детали рисок, царапин и других дефектов в значительной степени оказывает влияние на их прочность и работоспособность, особенно деталей выполненных из высокопрочных марок материала, работающих при знакопеременных нагрузках.
Любая царапина или риска на поверхности детали является концентратором напряжений и снижает усталостную прочность. Материалы имеющие хорошую пластичность, как правило, не чувствительны к концентраторам напряжений. Однако дляизготовление деталей, работающих под воздействием больших знакопеременных нагрузок, такие материалы не применяют.
|
|
Основным способом увеличения периода усталостной прочности является увеличение чистоты поверхности. Одним из технологических процессов позволяющим увеличить чистоту поверхностей деталей сложной конфигурации является электрополирование.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 497; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!