Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Общие свойства и назначение пластичных смазок

В упрощенном виде структуру пластичной смазки можно рассматривать как вату - загуститель, пропитанную маслом. Загустителями служат консистентные углеводороды, мыла различных металлов и жирных кислот. Введенный в масло загуститель образует с ним пространственный скелет, в ячейках сетки которого это масло закрепляется. Волокна загустителя могут быть прямыми, скрученными или спиральными. Молекулы загустителя, кристаллизуясь в решетке, могут быть волокнистыми или шаровидными.

С точки зрения взаимодействия с жидкой фазой загустители можно разделить на 3 группы:

1. Загустители, отличающиеся полиморфной кристаллической структурой. При повышенной температуре образуются, высокотемпературные фазы, которые при охлаждении переходят в другие кристаллические формы. К таким загустителям относятся все мыла. У пластических смазок с такими загустителями появляется склонность к переохлаждению, выделению воды. При быстром охлаждении они могут сохранить неупорядоченное строение и застывать в стеклообразную аморфную массу.

2. Твердые углеводороды (парафины, церезина). Не обладающие полиморфизмом, которые плавятся при сравнительно невысокой температуре и образуют с маслом гомогенные растворы.

3. Теплостойкие органические и неорганические загустители, нерастворимые в жидкой фазе. Они не подвержены фазовым превращениям под действием температурных изменений. Пластические смазки на их основе характеризуются высокой теплостойкостью. Загустители этой группы подвергаются поверхностной химической обработке, которая дает возможность взаимодействовать при смешивании с маслом. К этой группе относятся алюминиевые мыла.

 

Реологические свойства

К реологическим свойствам относят вязкость, пенетрацию, коэффициент тиксотропии и предел текучести.

Вязкость измеряют капиллярными вискозиметрами. В основном она зависит от температуры, типа загустителя и масла.

Пенетрация – консистенция, т.е. степень густоты. Определяется пенетрометром Ричардсона.

Коэффициент тиксотропии – отношение вязкости до механического разрушения к вязкости после механического разрушения.

Предел текучести – это касательное напряжение, выше которого начинается течение смазки. Он имеет большое значение для определения поведения смазок при разгоне механизма в условиях низких температур.

 

Трибологические свойства

Трибологические свойства характеризуют способность пластичных смазок снижать трение при различных температурах.

 

Термостойкость пластических смазок

Способность сохранять свои эксплуатационные качества при повышенной температуре характеризуется термостойкостью. Термостойкость оценивается температурами каплепадения и размягчения.

Температура каплепадения смазки – такая температура, при которой от наклонного под заданным углом сосуда со смазкой отрывается первая капля расплавленной смазки,

Некоторые смазки даже при значительной температуре не образуют капель. Для этих смазок определяют температуру размягчения - температуру, при которой смазка вытечет из стандартной гильзы на 5 мм.

Для смазок с базовым маслом, имеющим небольшую вязкость, возможно частичное испарение. Для таких смазок определяю потери на испарения взвешиванием порции смазки до и после нагрева.

 

Механическая стойкость

Для оценки механической стойкости производят отпрессовывание смазки в цилиндре при числе циклов до десятков тысяч. По измеренным значениям пенетрации до и после отпрессовывания делают представления о механической стойкости. Механическую стойкость могут оценить и при различных температурах.

 

Поглощение воздуха

Поглощаемость воздуха определяют взбиванием смазки в высокоскоростной лопастной мешалке. Затем взбитым маслом заполняют пробирки и помещают их для вращения в центрифуги. Если в мешалке, в смазку попал воздух, то объем смазки в пробирке после центрифуги понизится. Объем этот измеряют и делают заключение о поглощаемости воздуха. Хорошая смазка не должна поглощать воздуха более 15 % объема.

Водостойкость. Исследуется поведение смазки при контакте с водой. Вода может растворить смазку и вымыть загуститель. Этому явлению подвергаются смазки, загущенные натриевыми мылами жирных кислот. С водой смазки могут образовывать эмульсии. Единой методики водостойкости пластичных смазок нет. Ее можно определить изменением числа пенетрации, до и после контактирования масла с водой, изменением массы при попаданием в смазку воды либо при вымывании смазки из подшипникового узла.

Хорошая смазка не должна эмульсироваться, смываться и образовывать на воде масляной пленки.

Коррозионное действие.

Пластичные смазки могут содержать химически активные вещества. Качество смазки определяется металлическими пластинками (медь, сталь и др.), погружаемыми в смазку на несколько часов (от 3 до 24) при температуре 100 °С. Если на металлической пластинке после ее погружения остаются следы коррозии (налет либо потемнение), то смазку к эксплуатации не допускают.

Защитное действие.

Смазки должны защищать поверхность от воздействия агрессивных сред. Оценка защитных свойств смазки, производится с помощью металлических пластин, смазанных исследуемой смазкой, погруженных в морскую или пресную воду. Производятся также исследования на работающих подшипниковых узлах. Время испытания 28 суток.

 

Химическая стойкость.

Это устойчивость смазки к изменению химического состояния под действием разных реагентов – кислот, щелочей, кислорода, воздуха и др. Химическая стойкость имеет очень важное значение при хранении смазок, при работе узла с одной закладной смазкой на несколько лет, а иногда на весь период эксплуатации. Химическую стойкость исследуют различными методами: после длительного хранения анализируют корочку, появившуюся на поверхности; применяют кусочки металла и др.

 

Микробиологическая стойкость.

Некоторые компоненты пластичных смазок могут быть пищей для бактерий, развитие которых приводит к разрушению коллоидной структуры смазки. Микробиологическую стойкость смазки исследуют на тонких пленках, нанесенных на металлические или стеклянные пластинки, Для предупреждения вредного действия бактерий в смазки, в качестве биоцидов вводят соли бензойной кислоты, салицилового фенола.

 

Радиационная стойкость.

Стойкие к α и β излучению смазки должны применятся на атомных предприятиях и в ядерных реакторах, в некоторых видах военной техники. Высокоэнергетическое действие излучения приводит к активизации процессов окисления и поляризации, в результате которой растет вязкость масла и уменьшается пенетрация. При длительном воздействии смазка твердеет. Радиационную стойкость определяют действием на смазку радиоактивным источником, например кобальтом. С целью повышения радиационной стойкости в смазку помещают ароматические масла, полифениловые и силиконовые масла.

 

 

Классификация пластичных смазок

1. По виду дисперсионной фазы (масла) смазки делят:

- смазки, получаемые загущением минеральных масел; из беспарафиновой нефти, из парафиновой нефти;

- смазки, получаемые загущением синтетических масел: силиконовых, полиалкиленгликолевых, сложноэфирных, фторированных, полифениловых.

2. По виду дисперсной фазы (загустителя):

- смазки, загущенные мылами металлов: конвенционными (Са, Na, Li, Al, Bas, Pb), смешанными (Са-Na; Са-Zi), комплексными (С, А1);

- смазки, загущенные другими загустителями: твердыми углеводородами (парафинами и церезинами); органическими (пигментные иди карбомидные); неорганическими (кремнеземные или бентонитовые).

3. По назначению:

- для подшипников качения;

- для подшипников скольжения;

- для передач;

- канатная и др.

4. По особым свойствам.

- термостойкие;

- низкотемпературные;

- стойкие к высокому давлению;

- влагостойкие;

- кислотостойкие и др.

Для смазки открытых и плохо защищенных узлов и деталей горного оборудования применяют мазеобразные вещества пластичные смазки. Консистентные смазки это сложные коллоидные смеси, в состав которых входят маловязкое индустриальное масло 80-90 %, загуститель - соли жирных кислот (натриевые, кальциевые, литиевые мыла) или твердые углеводороды (церезин, парафин), стабилизатор вода, сохраняющая однородность коллоидной смеси и предотвращающая расслаивание смазки на загуститель и минеральное масло. Для улучшения свойств в отдельные смазки добавляют наполнитель: канифоль - для получения фрикционных смазок, коллоидный графит - для улучшения противоизносных качеств смазок и др. В настоящее время загустители для консистентных смазок в основном вырабатываются из синтетических жирных кислот. Такие смазки называются синтетическими. Загустители из естественных жиров применяются редко.

В отличие от жидких минеральных масел консистентные смазки обладают свойствами твердых и жидких тел. При небольших усилиях смазки подчиняются закону упругих деформаций и могут удерживаться на вертикальных и наклонных поверхностях.

По назначению консистентные смазки подразделяются на универсальные (У); индустриальные (И); специальные (консервационные - К, морские -М и др.).

Универсальные смазки по температуре каплепадения делятся на 3 группы:

1) Низкоплавкие (Н), имеющие температуру каплепадения до 65 °С;

2) Среднеплавкие (С), температура каплепадения доходит до 100 °С;

3) Тугоплавкие (Т), температура каплепадения более 100 °С,

Другие буквы в марках универсальных смазок отражают их специфические свойства: В - водостойкая, Д - длительного хранения, М - морозостойкая, А - активированная, выдерживающая тяжелые нагрузки. Универсальные смазки расшифровываются так: УС-1 - универсальная среднеплавкая

№ 1; УТВ - универсальная тугоплавкая водостойкая.

 

При эксплуатации горного оборудования из низкоплавких смазок находят широкое применение технический вазелин (УН) и консервационная смазка (ОХК). Загустителем в этих смазках служат твердые тугоплавкие углеводороды. Вазелин можно использовать для смазки легконагруженных узлов трения, рабочая температура которых не превышает 50-60°С.

В универсальных среднеплавких смазках (солидолах) загустителем являются кальциевые мыла, стабилизатором - вода. Ввиду того, что кальциевые мыла не растворяются в воде, солидолы рекомендуется применять для смазки узлов трения, работающих во влажной среде. В последнее время стали широко применяться синтетические солидолы: пресс-солидол - С и солидол С.

Тугоплавкие смазки (консталины) изготавливаются на натриевых мылах, растворимых в воде, и их температура каплепадения доходит до 130°С. Консталины рекомендуется применять для смазки узлов трения, имеющих высокую температуру нагрева и работающих в сухой атмосфере.

 

Порядок работы

 

В условиях производства очень важно знать простые методы определения свойств консистентных смазок и уметь их различать.

Для заданной консистентной смазки определить:

1. Наличие механических примесей.

Для этого на чистое стекло размером 70x70x1 мм наносят слой смазки толщиной 0,5-1,5 мм. Нанесенный слой смазки просматривают в проходящем свете и определяют наличие механических примесей. После этого слой смазки закрывают вторым стеклом и, передвигая стекло определяют абразивные механические примеси.

2. Проверить расслаиваемость консистентной смазки. Нормальная консистентная смазка должна иметь однородную концентрацию. Признаком расслаиваемости смазки является наличие слоя
минерального масла на ее поверхности. Для проверки на расслаиваемость в стеклянную пробирку помещают около 5-8 г смазки и нагревают на спиртовой горелке до перехода смазки из пластического состояния в
жидкое. Смазка считается хорошей, если в расплавленном состоянии она однородна и в ней нет кусочков мыла.

3. Определить температуру каплепадения.
Исcледования проводят на приборе Уббеладе (рис. 4.1).

 

 

 

Рис. 4.1. Прибор для определения температуры каплепадения консистентных смазок: а- прибор Уббелоде: 1 - чашечка с исследуемой смазкой; 2 - гильза; 3 - держатель; 4 - термометр; 5 – резиновая пробка; б - схема монтажа прибора: 6 - лабораторный штатив с зажимами; 7 - стеклянная пробирка; 8 - резиновая пробка; 9 - термометр; 10 - стакан с водой; 11 - фильтровальная бумага, 12 - асбестовая прокладка.

 

Для этого исследуемую смазку плотно набивают в чашечку 1. Излишек смазки удаляют. Чашечку помещают в металлическую гильзу 2, при этом наконечник термометра 4 входит в смазку, В дне чашечки имеется отверстие, через которое падают капли расплавленной смазки. Собирают прибор. Собранный прибор при помощи пробки 8, находящейся на конце термометра 4, закрепляют внутри пробирки 7. На дно пробирки помещают кусочек фильтровальной бумаги 11. Пробирку 7 с помощью проволочного зажима укрепляют в стакане с водой. Конец пробирки 7 должен находиться на расстоянии 30-40 мм от дна стакана. Стакан с водой ставят на электроплитку и нагревают со скоростью . 1-2 град/мин. При исследовании отмечают две температуры: размягчения, при которой из отвер­стия чашечки появляется капля смазки, и каплепадения, когда капля смазки отрывается и падает на дно пробирки,

4. Проверить растворимость смазки и определить тип загустителя.

Вид загустителя определяют по его способности к растворению в воде и бензине. Твердые углеводороды растворяют с в бензинах, натриевое мыло - в воде, кальциевые мыла ни в не растворяются ни в воде, бензинах. Тип загустителя определяют следующим образом. Берут две пробирки и помещают в них 2-3 г исследуемой смазки. В первую пробирку до половины наливают дистиллированную воду. Смесь размешивают. Нагревают пробирку на спиртовой горелке до температуры 60~70°С; периодически взбалтывая. Если вода в пробирке становится мутной, загуститель - натриевое мыло. Во вторую пробирку до половины наливают авиационный бензин Б-70, Пробирку нагревают в стакане горячей воды. Если загуститель углеводороды, то смазка растворится полностью. Мыльные загустители в бензине не растворяются и остаются отдельными кусочками.

5. Определить число пенетрации. Густота, или консистентность смазки, характеризуется числом пенетрации. Число пенетрации показывает глубину погружения конуса в десятых долях миллиметра в испытываемую смазку в течение 5 с.

Схема пенетрометра дана на рис. 4.2.Смазку плотно набивают в цилиндр 5. Цилиндр со смазкой помещают на столик 6. Освобождают винтом

3 стержень конуса 4 и по диску 2 регистрируют глубину погружения иглы за 5 с. Время фиксируют по секундомеру. Вес конуса равен 150 г.

 

Рис. 4.2. Прибор для определения числа пенетрации консистентной смазки:1 - стойка; 2 - циферблат; 3 - винт; 4 - конус; 5 - цилиндр с исследуемой смазкой; б - столик.

 

Таблица 4.1.

 

Классификация пластичных смазок по консистенции

 

Класс Диапазон пенетрации Визуальная оценка консистенции
445...475 Очень мягкая, аналогичная очень вязкому маслу
400...430 Тоже
355...385 Мягкая
310...340 Тоже
265...295 Вазелинообразная
220...250 Почти твердая
175...205 Твердая
130...160 Тоже
85...115 Очень твердая, мылообразная

 

Считается, чем глубже погружается конус в смазку, тем меньше ее консистенция. На основании полученных данных определяют марку исследуемой смазки.

 

Содержание отчета

 

1. Результаты испытаний числа пенетрации и температуры каплепадения пластичных смазок.

2. Выводы и заключение о сорте пластичной смазке и ее эксплуатационных свойствах.

 

 

Лабораторная работа 3

РАСЧЁТ СИСТЕМ ПЛАСТИЧНОЙ СМАЗКИ

Цель работы: выполнить расчёт системы пластической смазки. Изучить оборудование и системы пластической смазки.

Согласно варианту, по исходным данным (табл. 5.1) рассчитать основные параметры станций пластичной смазки.

 

Общие положения

 

Централизованные системы пластичной смазки (ЦСПС).

В зависимости от частоты подачи смазки, расположения и количества узлов трения для смазки оборудования применяют в основном двухмагистральные ЦСПС с ручным приводом либо автоматические с электрическим приводом петлевого и концевого типа.

Для смазки отдельных машин и механизмов с небольшим числом смазываемых узлов трения применяют ЦСПС с ручным приводом.

Для обслуживания отдельных машин, нуждающихся в частой подаче смазки, а также в тех случаях, когда от одной системы необходимо смазывать несколько крупногабаритных машин, сосредоточенных в одном месте и не расположенных в одну линию, применяют ЦСПС петлевого типа.

Для обслуживания машин и механизмов, вытянутых в линию или расположенных на большой площади, применяются ЦСПС концевого типа.

 

 

 

Рис. 5.1.. ЦСПС концевого типа

 

Система работает следующим образом. Смазка из резервуара станции 3 плунжерным насосом через распределитель 2 подается в одну из магистралей Ml или М2, например, в магистраль M l, которая в этот период является напорной, и через сетчатые фильтры 1 по соответствующему трубопроводу 6 поступает в дозирующие питатели 4 и далее по подводящим трубопроводам 5 к точкам смазки А. Излишки смазки от дозирующих питателей по другой магистрали М2, которая является в этот период разгрузочной., через распределитель 2 возвращаются в резервуар станции.

После того как сработают все питатели, давление в напорной магистрали начинает повышаться и при достижении заданного срабатывает блок переключения 7, устанавливаемый в конце наиболее длинного ответвления главной магистрали, и подает сигнал на отключение двигателя насоса станции и переключение электромагнитного распределителя 2. Система готова к очередному циклу смазки; при этом магистраль М2 становится напорной, а магистраль M l –разгрузочной.

При наличии двух блоков переключения 7 на концах двух наиболее длинных ответвлений главной магистрали, один из блоков делают контрольным, и переключение распределителя 2 происходит после срабатывания контрольного блока.

Для подключения к системе узлов машин, смазка которых требуется через более длительные промежутками времени по сравнительно с другими машинами, на магистральных трубопроводах устанавливают двухмагистральные распределители 8.

При необходимости редких подключений машин к системе смазки применяют распределители с ручным управлением. Для отключения от системы смазки отдельных узлов трения или машин, работающих периодически, применяют запорные распределители 9. Они состоят из корпуса, золотника с двумя поршнями, открывающими и закрывающими перепускные отверстия, связанные с магистральными трубопроводами, и двух электромагнитов, связанных с золотником.

На резервуаре каждой станции 3 устанавливают два конечных выключателя типа ВК-300А, которые контролируют верхний и нижний уровень смазки в резервуаре. Заправка станций всей ЦСПС может осуществляться от централизованной автоматической системы или индивидуально с помощью перекачивающего шестеренного насоса типа НПШГ-200М.

 

Методика расчёта

Норму расхода пластичной смазки в единицу времени на единицу площади смазываемой поверхности определяют из выражения, см32·ч,

 

(5.1)

 

где q1=II см32·ч - максимальная норма расхода смазки для подшипников;

k1 - коэффициент, учитывающий зависимость нормы расхода смазки от диаметра подшипника, для подшипников скольжения;

 

(5.2)

для подшипников качения

(5.3)

Таблица 5.1

Исходные данные

Тип подшипника D, м 1, м n, об/мин Fg, % Тр, °C N L
скольжения 0,1 0,15
скольжения 0,05 0,08
скольжения 0,09 0,1
скольжения 0,06 0,09
скольжения 0,1 0,15
качения 0,06 0,05
качения 0,07 0,055
качения 0,05 0,04
качения 0,08 0,06
качения 0,09 0,07

 

Примечание: D - внутренний диаметр подшипника, м; l - ширина подшипника, м; n -частота вращения подшипника, мин-1; Fg - суммарная площадь дефектов на поверхности контакта, %;

Тр - рабочая температура подшипника, °С; N -число узлов трения; L - длина трубопровода, м.

k2 - коэффициент, учитывающий частоту вращения подшипника n,

 

(5.4)

k3 - коэффициент, учитывающий качество поверхности контакта.

При хорошем качестве, когда суммарная площадь дефектов Fg на поверхности контакта не превышает 5 %, k3=1,0;

 

при Fg >5% k3=1,3;

k4 - коэффициент, учитывающий рабочую температуру подшипника Тр,

при Тр<75°С k4=1,0;

при Тр = 75...150°С k4=1,2

k5 - коэффициент, учитывающий нагрузку на подшипники, к5 = 1.0...1.1;

D - внутренний диаметр подшипника, мм; n - частота вращения подшип- ника, мин-1.

Объём пластичной смазки, периодически подаваемый питателем к узлу трения, определяют по формуле, см3,

 

(5.5)

где F – площадь контрольной поверхности, м;

 

(5.6)

где l - ширина подшипника, м; Т - период между двумя последовательными подачами смазки, ч. Его выбирают в зависимости от конструктивных особенностей и условий эксплуатации узлов трения (обычно Т = 0.4...2.0 ч). По значению V и числу узлов трения (числу отводов) выбирают тип питателя с ближайшим большим значением номинальной подачи в соответствии с табл. 10.2. Если объём пластичной смазки V существенно превышает подачу Vн, указанную в таблице 2, выбирают несколько питателей, суммарная номинальная подача которых будет равна или больше объёма пластичной смазки V. В этом случае количество пластичной смазки (см3), расходуемое за один цикл работы системы, определяют по формуле:

 

(5.7)

где - число питателей данного типа;

- номинальная подача питателя данного типа, см3/ход.

Суточный расход пластичной смазки определяют по формуле, см;

 

(5.8)

 

Производительность Пн.р. насоса автоматической централизованной системы пластичной смазки (ЦСПС) вычисляют по формуле, см3/мин: (5.9)

где Р - коэффициент, учитывающий снижение производительности при износе насоса; Р = 0,75...0,8;

 

Тн - время нагнетания смазки, мин;

Тн = 5...20 мин.

По результатам расчётов Пн.р. принимают ближайшую производительность Пн.р. из табл.5.3.

Число автоматических ЦСПС определяют по формуле:

 

(5.10)

где - фактически производительность насоса (см /мин) выбранной станции смазки по табл. 5.3.

По результатам расчётов Nа округляют число автоматических ЦСПС до ближайшего целого значения.

Диаметр условного прохода трубопровода определяют по эмпирической формуле, мм:

(5.11)

 

где L – длина трубопровода, м (табл. 5.1)

 

Таблица 5.2.

Техническая характеристика питателей

 

Тип питателя Ун, см /ход Число узлов трения
2-0200-1, 2-0200-1 -К 2,0
2-0200-2, 2-0200-2-К 2,0
2-0200-3, 2-0200-3-К 2,0
2-0200-4, 2-0200-4-К 2,0
2-0500-1, 2-0500-1-К 5,0
2-0500-2, 2-0500-2-К 5,0
2-0500-3, 2-0500-3-К 5,0
2-0500-4, 2-0500-4-К 5,0
2-1000-1, 2-1000-1-К 10,0
2-1000-2, 2-1000-2-К 10,0
2-2500-2, 2-2500-2-К 25,0

 

Таблица 5.3

Технические характеристики станций густой смазки

 

Параметры Тип станции петлевой, концевой
0600-1-1-1 0600-2-1-1 0150-1-1-1 0150-2-1-1 0075-1-1-1 0075-2-1-1
Производительность насоса, см3 /мин 0,6·10+3 0,15·10+3 0,075·10+3
Номинальное давление, МПа
Вместимость резервуара, дм3
Мощность электродвигателя, КВт 1,1 0,75 0,37
Тип электродвигателя ЧАХ80А4 ЧАХ71В4 ЧАА63В4
Масса, кг

 

 

В горных машинах широко применяется централизованная система пластичной смазки - автоматическая или ручная. Пример ручной пластичной смазки приведен на рис. 5.2.

Принцип работы ручной пластичной смазки заключается в следующем. При качании рукоятки в станции смазка подаётся по одному из магистральных трубопроводов 5, который в это время является напорным. Второй трубопровод разгрузочный при этом соединён через золотниковый распределитель 2 с резервуаром станции и не находится под давлением. В процессе нагнетания срабатывают питатели 6 и к узлам трения подаются строго определённые порции смазки.

После срабатывания всех питателей давление в напорном трубопроводе начинает быстро возрастать и при достижении определённой величины, наблюдаемой по манометру и гарантирующей срабатывание всех питателей, нагнетания смазки рукояткой прекращается.

После завершения цикла подачи смазки вручную переключают золотниковый распределитель: система готова к очередному циклу работы, в период между циклами обе магистрали не находятся под давлением.

При очередном цикле магистральные трубопроводы меняются ролями: напорный становится разгрузочным и наоборот.

 

 

 

Рис. 5.2. Схема двухмагистральной централизованной системы пластичной смазки (ЦСПС) от станции с ручным приводом: 1 - сетчатые фильтры; 2 - золотниковый распределитель; 3 - манометр; 4 - станция с ручным приводом; 5 - магистральные трубопроводы; 6 - двухлинейные дозирующие питатели; 7- трубопроводы, подводящие смазку от питателей к узлам трения А; 8- рукоятка.

 

 

Содержание отчета

 

1. Расчет системы пластичной смазки.

2. Принципиальная схема системы пластичной смазки.

3. Выводы и заключение о рациональной схеме пластичной смазки.

Лабораторная работа № 8

УПРОЧНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДОМ НАКАТЫВАНИЯ

Цель работы:Изучить оборудовать приборы, режимы и методику упрочнения деталей методом накатывания шариковым инструментом.

 

8.1. Общие положения.

Надежность и ресурс деталей машин в основном определяется качественным состоянием их поверхностного слоя, являющимся носителем конструктивных, технологических и эксплуатационных концентраторов напряжений, величина и характер которых представляют усталостное разрушение конструкции в эксплуатации.

Наиболее существенными с точки зрения эксплуатации свойствами поверхностного слоя деталей являются шероховатость, твердость и уровень остаточных напряжений.

Требуемые параметры качества поверхности и практически все важнейшие эксплуатационные свойства деталей машин могут быть обеспечены процессами упрочнения их методом поверхностного пластического деформирования, максимально проявляющими потенциальные возможности материала. Упрочнение методом ППД приводит к повышению поверхностной твердости, образованию в поверхностных слоях деталей остаточных напряжений сжатия и благоприятному изменению микрогеометрии поверхностей. В результате в зависимости от функционального назначения и условий эксплуатации деталей повышается их усталостная и контактная прочность, износостойкости и сопротивление коррозии, гидроплотности и маслоудерживающей способности.

Эффективность способов упрочнения методом ППД в сочетании с высокой производительностью и экономичностью делает их перспективными во всех отраслях промышленности – от приборостроения до тяжелого машиностроения.

Номенклатура деталей в машиностроении, подлежащих упрочнению методом ППД, весьма значительна, причем подавляющее большинство деталей приходится на долю автотракторного, авиационного, сельскохозяйственного и тяжелого машиностроения.

Анализ использования метода ППД для упрочнения деталей машин в отечественной и зарубежной практике показал многообразие применяемых способов упрочнения, подтверждает особую эффективность использования метода ППД для упрочнения деталей с концентраторами напряжений, подвергающихся знакопеременным, циклическим нагрузкам и дает возможность определить основные направления развития и расширения области внедрения метода ППД в отечественной промышленности, включающие:

1. Создание научнообщественной теоретической базы для углубленного исследования механизма ППД и его влияния на напряженно деформированное состояние материала детали в очаге деформирования с целью интенсификации процессов пластичного деформирования, оптимизации режимов упрочнения, повышения производительности и эффективности процессов упрочнения и создания для разработки системы управления качеством и режимом изделий машиностроения.

2. Разработка новых способов упрочнения деталей методом ППД, в том числе комбинированных, предусматривающих сочетание упрочняющего воздействия метода ППД с эффектами меча, лазера, электронного луча, химико-термической обработки, электрохимического нанесения композиционных покрытий и др.

3. Создание новых конструкций высокоэффективного деформирующего инструмента и устройств (раскатки, дорны), где величина усилия деформирования может регулироваться, вместо жестких инструментов, где величина и стабильность усилий деформирования обеспечивается за счет жестких требований к точности обработки упрочняемых поверхностей.

4. Создание гаммы специализированного упрочняющего оборудования, в том числе и ЧПУ, встраиваемого в автоматизированные, роботизированные технологические комплексы упрочнения деталей узлов в условиях серийного и массового производства, а так же средств неразрушающего контроля напряженно-деформированного состояния детали до и после упрочнения, встраиваемых в упрочняющее оборудование.

5. Организация систематизированных предприятий по разработке и централизованному изготовлению промышленных образцов упрочняющего инструмента, оборудования и средств контроля, отличающихся высоким качеством и надежностью в работе и обеспечивающим ускорение внедрения, расширение масштабов применения и повышения эффективности процессов упрочнения деталей методом ППД в отечественной промышленности.

В настоящем материале рассматриваются практически все способы упрочнения методом ППД, применяемые в промышленности, показаны высокоэффективные способы упрочнения ППД в сочетании с термической, химической и другими видами обработки, расширяющими реальную возможность применения высокопрочностных сталей с мартенситной структурой для изготовления деталей с конструктивными и технологическими концентраторами напряжений, к которым предъявляются повышенные требования по статической прочности и сопротивлению усталостным разрушениям, износо- и коррозионной стойкости, вязкости. Показано, что высокая живучесть деталей, упрочняемых методом ППД достигается при комплексном подходе к выбору тех или иных способов, которые обеспечат наилучшие усталостные характеристики с учетом физико-механических свойств материалов, уровня и характера распределения наследственных остаточных напряжений 1-го рода, конструктивных особенностей деталей, наличия концентраторов напряжений.

 

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-23

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...