Покрышки являются «обувкой» автомобиля, а потому они тоже влияют на ходовые характеристики автомобиля. В этой статье мы поговорим на такую важную тему, как износ шин. И правду, каждый водитель желает узнать про срок службы автомобильных шин – какой износ протектора допустим? Но для начала мы постараемся разобраться, что влияет на износ покрышек, как он происходит и как его можно увеличить.
ПОЧЕМУ ПОКРЫШКИ ИЗНАШИВАЮТСЯ?
Качественная и целая резина, установленная на автомобиль, является залогом безопасной езды, а потому игнорировать состояние покрышек категорически запрещено. Ведь сильно изношенные шины могут привести к проколу камеры или ее взрыву и тогда автомобиль в считанные секунды может стать вполне неуправляемым, что приводит к печальным последствиям на большой скорости.
Износ покрышек происходит постепенно. Этот процесс сопровождается стиранием слоя резины, которая находится в постоянном контакте с дорожным покрытием. Данный процесс неизбежен, а значит, любая шина имеет определенный срок службы. Тем не менее, существуют факторы, которые ускоряют износ и приводят к преждевременному выходу из строя любой резины, независимо от марки.
Прежде всего, на состояние шин влияет стиль езды, которым привык пользоваться водитель в процессе эксплуатации. Агрессивная езда имеет весьма ощутимый результат, который проявляется в виде сниженной высоты рисунка протектора или трещин на его поверхности. Постоянные резкие торможения или ускорения приводят к повышенному трению и нагреву покрышки, которые увеличивают ее температуру, а значит, заставляют частицы резины быстро отрываться от поверхности покрышки.
Помимо быстрого увеличения или уменьшения скорости, езда на большой скорости по крутым поворотам тоже увеличивает износ покрышек, что особенно заметно на внедорожниках, где не предусмотрено отключение блокировки дифференциала. В результате, колеса автомобиля входят в поворот на одной и той же скорости, что тоже повышает их трение с поверхностью.
Другой подобный износ наступает в результате поворота колес на месте, когда автомобиль стоит на месте. Часто это происходит во время парковки, когда нет возможности тронуться и только во время этого процесса выполнять поворот рулевого колеса.
Другой фактор повышенного износа – применение резины не по сезону. Рассмотрим это на примере использования зимних шин в летний период. Дело в том, что зимние покрышки имеют особое свойство, что делает их очень мягкими, что позволяет им сохранять свою упругость в холодное время года. На жестком дорожном покрытии такая резина нагревается намного быстрее, а потому и износ ее поверхности также происходит на повышенном уровне. Кроме того, езда на такой резине летом делает поездку опасной, так как тормозной путь автомобиля значительно увеличивается.
Последняя причина повышенного износа резины – это неправильная регулировка подвески автомобиля. Часто это наблюдается при нарушении развала-схождения колес, когда углы отклонения превышают нормативные параметры. В результате происходит неравномерный, но ускоренный износ покрышки, что приводит к ее быстрому выходу из строя. Подобный эффект имеет и спущенное колесо, когда износ краев резины происходит намного быстрее, чем ее центра, а диск оказывает сдавливающее влияние и портит не только поверхность резины, но и ее форму.
ВИДЕО - КАК МАКСИМАЛЬНО УВЕЛИЧИТЬ СРОК ЭКСПЛУАТАЦИИ ШИН
СРОК СЛУЖБЫ АВТО РЕЗИНЫ И ДОПУСТИМЫЙ ИЗНОС
Как вы поняли, срок службы резины зависит от множества факторов, связанных с качеством эксплуатации автомобиля. Если выполнять все нормы и требования обслуживания и соблюдать спокойный стиль езды, то срок службы автомобильной резины сможет составить, примерно, 5-10 лет. Во всех остальных случаях, данная цифра может быть сильно снижена и тогда водитель понесет очень большие финансовые расходы на новую резину.
Как определить, что износ резины достиг критической отметки? Прежде всего, визуально. Самой опасной ездой на изношенной резине можно считать ту, где протектора почти не видно. Такую резину еще называют «лысой». Чтобы избежать лишнего риска, необходимо знать кое-что о высоте протектора покрышек.
Проектором называют специальные рисунок, сделанный на поверхности резины для обеспечения наибольшего сцепления с дорогой, для которой данная покрышка предназначена, а также для защиты внутренней части резины от различных механических воздействий, проявляемых в процессе контакта резины с предметами на дорожном полотне. Высота протектора для летней резины должна составлять не менее 1,6 миллиметров, а для зимней – не менее 4 миллиметров. При уменьшении данной величины, покрышка становится непригодной для дальнейшего использования и подлежит обязательной замене.
Допустимый износ можно определить большим количеством способов. Первый из них – это элементарные замеры высоты протектора при помощи специальной линейки, которые производятся на самой изношенной части резины. Другие методы связаны с особенностями строения самой покрышки.
Для контроля над состоянием резины на их поверхности наносятся специальные цифровые значения допустимого износа, по которым водитель может судить о необходимости смены покрышки. Другие производители устанавливают в протектор специальные перемычки или цветную схему износа.
Вот и все, что необходимо знать водителю об износе автомобильных покрышек. Надеемся, что эта статья ответила на все интересующие вас вопросы, касаемо этой темы
Износом Изнашивание Линейный износ -- Скорость изнашивания -- Различают Допустимым износом Предельный износ
Характеристика адгезионного и абразивного износа
Абразивный износ возникает при попадании между трущимися поверхностями твердых абразивных частиц: песка, продуктов износа, окислов различных материалов. Для этого вида характера высокая скорость изнашивания сопряженных поверхностей деталей, наличие на них рисок, неровностей, которые возникают при взаимном перемещении деталей, в результате чего микроскопические выступы вступают в контакт между собой и препятствуют движению. Адгезионный износ происходит в результате действия высоких локальных давлений, сваривания между собой шероховатостей поверхностей, последующей пластической деформации, возникающей при их относительном перемещении, разрушения локальных сцеплений шероховатостей, удаления или переноса металла. При абразивном износе частицы удаляются с поверхности в результате режущего или царапающего действия неровностей более твердой из контактирующих поверхностей или твердых частиц, задержавшихся между поверхностями. Когда одновременно возникают условия как для адгезионного, так и для абразивного износа и коррозии, эти процессы взаимодействуют между собой и происходит коррозионный износ.
Коррозионный износ и поверхностная усталость
Механическое изнашивание, усиливаемое явлением коррозии, называют коррозионно-механическим изнашиванием. При сочетании коррозионных воздействий различного характера с разными видами механического воздействия могут получиться и разные виды коррозионно-механического изнашивания. Коррозионное разрушение деталей проявляется в виде оксидных пленок, пятен и раковин.
Окислительное изнашивание. При окислительном изнашивании кислород воздуха, вступая во взаимодействие с металлом, образует на нем окисную плёнку, сильно влияющую на процессы трения и изнашивания.. Фреттинг - коррозионное изнашивание возникает у соприкасающихся тел при малых колебательных их перемещениях. Этот вид изнашивания имеет место на поверхности шеек под подшипники поворотных цапф, в болтовых соединениях рам, кузовов и других деталях, работающих в коррозионных средахУсталость материала деталей - это процесс постепенного накопления повреждений под действием повторных знакопеременных напряжений в металле, приводящий к снижению долговечности, образованию трещин и разрушению деталей. Явление усталости материала возникает в таких деталях, как подшипники качения, рессоры, пружины и др.
Основные признаки предельного износа
Предельным износом детали называется такой износ, при котором дальнейшая нормальная работа данного сопряжения невозможна, так как может произойти авария. Основными признаками наступления предельного износа деталей являются стуки, затруднения запуска, перегрев двигателя, увеличенный расход топлива и масла, дымление из картера и снижение мощности. Технический критерий позволяет определять предельный износ деталей на основании наступления резкого форсированного изнашивания, резкого повышения интенсивности изнашивания и возникновения внезапных отказов.
Понятие о допустимом и предельном износах
Предельным износом детали называется такой износ, при котором дальнейшая нормальная работа данного сопряжения невозможна, так как может произойти авария.Допустимым износом детали называется такой износ, при котором данное сопряжение может нормально работать еще целый межремонтный срок.
Точность изделия. Конструкторские и производственные погрешности
Точность изделия
– это степень соответствия изготовляемых изделий (деталей, узлов, машин,приборов) заранее установленным параметрам, задаваемым чертежом, техническими условиями,стандартами. Погрешность измерения
-- оценка отклонения величины измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения. Погрешность результата измерения -- это число, указывающее возможные границы неопределенности полученного значения измеряемой величины. Поскольку выяснить с абсолютной точностью истинное значение любой величины невозможно, то невозможно и указать величину отклонения измеренного значения от истинного.
Все производственные погрешности являются
причиной погрешности технологического оснащения, оборудования, отклонения параметров используемых материалов и др. Погрешности разделяются на систематические и случайные. Систематические
обусловлены неоднородностью сырья от партии к партии, погрешностью оборудования или оснащения, методическими погрешностями (метод сборки, метод регулировки, выбор средств измерения, неточность изготовления оснастки и инструмента), деформаций и износом оборудования, квазистатическими изменениями, температурными и другими воздействиями. Случайные
погрешности обусловлены неоднородностью свойств материала в пределах партии, изменением свойств ЭРЭ, колебаниями технологических режимов, в т.ч. из-за динамических температурных воздействий, ошибками рабочего персонала.
Подготовка вагонов к ремонту
Вагоны, подлежащие ремонту, исключают из рабочего парка и направляют к месту ремонта. Подготовка вагонов к ремонту состоит из очистки, обмывки их, а также определения характера и объема ремонтных работ. По прибытии на вагоноремонтный завод вагоны принимают от заказчика работники бюро (отдела) по определению объема ремонта. В вагонном депо вагоны принимаются с базы отстоя, выделенным для этой цели бригадиром под руководством мастера депо. При приемке вагонов на заводе проверяют наличие, комплектность и техническое состояние его составных частей. На основании внешнего осмотра составляют приемо-сдаточный акт, в котором фиксируют недостающие, нетиповые и изношенные сверх допустимых норм детали и отмечают аварийные повреждения. Более тщательный осмотр всех сборочных единиц вагона, определение объема предстоящих работ, в том числе и дополнительных, не предусмотренных руководствами по ремонту, производят в процессе разборки и ремонта вагона. При этом составляют специализированные по сборочным единицам, комплектам вагонного оборудования и отдельным работам (электро- и газосварочные, окрасочные) ведомости ремонта. На выявленные дополнительные работы и на работы по модернизации вагонов составляется акт, который согласовывается с заказчиком.
Многостадийная очистка вагона важный элемент производственной культуры каждого вагоноремонтного предприятия. Она обеспечивает на производственных участках вагоноремонтных предприятий нормальные условия труда на уровне современных санитарно - гигиенических требований и создает положительный психофизиологический настрой. Без надлежащей очистки нельзя качественно осмотреть детали выявить повреждения или определить степень износа, установить возможность восстановления деталей или необходимость их замены. Очистка поверхности - это удаление вредных или нежелательных наслоений (загрязнений), различных по своей природе и свойствам. Устраняя коррозионные наслоения, она предотвращает дальнейшее развитие коррозии и создает условия для качественного восстановления защитных покрытий. Предохраняет лакокрасочные покрытия от преждевременного старения. Воссоздает эстетические и гигиенические качества поверхности.После очистки вагон подается на разборку. Объем разборочных работ зависит от вида ремонта вагона и устанавливается руководствами по ремонту и техническими условиями, указаниями и инструкциями. Ответственные части вагона, особенно те, от которых зависит безопасность движения поездов, демонтируют обязательно Их разбирают, тщательно осматривают и ремонтируют как при капитальном, так и при деповском ремонте. К таким частям относятся: тележки, колесные пары, буксовые комплексы, тормозные приборы., гасители колебании, автосцепное устройство, некоторое электрооборудование. Последовательность разборки и возможность параллельного ведения разборочных операций устанавливаются технологическим процессом. Отдельные сборочные единицы и детали допускается демонтировать на ремонтных позициях вагоносборочного производственного участка.Неразрушающий контроль заготовок , деталей и конструкций при изготовлении и эксплуатации машин и сооружений имеет большое значение для определения их качественного состояния и позволяет, кроме обнаружения различных дефектов, устанавливать структуру металла, толщину защитных покрытий и т. д. Неразрушающий контроль объектов с целью выявления дефектов называется дефектоскопией. Приборы для выявления дефектов (трещин, расслоений и т. д.) в материалах и изделиях методами неразрушающего контроля называются дефектоскопами.
Ремонт кузовов полувагонов
Сохранности кузовов полувагонов в эксплуатации являются интенсивное ведение погрузочно-разгрузочных работ с применением механизмов, конструктивно не соответствующих условиям их взаимодействия с подвижным составом, нарушения технологии грузовой работы, а также отклонения в эксплуатационной работе.
Капитальный ремонт кузовов полувагонов на ВРЗ производится на поточно-механизированных линиях за три этапа: на первом этапе производится предварительная разборка и обмывка вагона, на втором этапе правка и удаление негодных элементов и третья стадия - вагоносборочные работы. Весь основной объем правильных работ производится с помощью передвижных ремонтных машин.
Правку местных прогибов швеллера верхней обвязки свыше 10 мм производят со снятием усиления верхней обвязки.рещины или изломы верхней обвязки разрешается ремонтировать сваркой с последующим усилением этой зоны двумя наружными угловыми накладками. При замене негодных частей верхней обвязки допускается не более одного стыка в зоне между смежными стойками. При ремонте стоек допускается оставлять местные вмятины стоек кузова коробчатого сечения глубиной до 30 мм при отсутствии трещин. Обычно такие вмятины закрывают вставкой с обваркой по периметру.
Появляющиеся на корытообразног о сечения стойках одного из следующих повреждений - излома, трещины более 50 % сечения, коррозии более 30 % толщины или подреза полок более 20 мм при расположении поврежденного места на расстоянии менее 300 мм от верхней кромки нижней обвязки кузова, разрешается ремонтировать стойку путем вырезки дефектной зоны стойки на высоту не менее 300 мм от нижней обвязки с постановкой и приваркой новой части стойки. Сварной стыковой шов при этом усиливается накладкой толщиной б мм, приваренной по периметру. емонтировать таким методом две рядом стоящие дефектные стойки не разрешается - одна из стоек должна быть заменена новой.
При деформациях стоек суммарное уширение или сужение кузова в средней части полувагона допускается до 30 мм, а одной стены - до 15 мм. В сечении угловых стоек уширение или сужение допускается до 10 мм.
Металлическую обшивку
, имеющую местные вмятины более 15 мм, выправляют. В случае наличия трещин в обшивке длиной до 100 мм, их устраняют сваркой без постановки усиливающей накладки. Трещины длиной более 100 мм ремонтируют сваркой с постановкой усиливающей накладки толщиной 4 мм с внутренней стороны кузова с обваркой ее по периметру. Накладка должна перекрывать трещину не менее, чем на 30 мм с каждой стороны.
В одном пролете между стойками разрешается ремонтировать не более двух трещин с расстоянием между ними не менее 1000 мм. При этом допускается ремонт двух трещин одной накладкой, площадь которой не должна превышать 0,3 м 3 .
При образовании пробоины в металлической обшивке кромки ее выправляют и устанавливают усиливающую накладку с внутренней стороны кузова, с обваркой ее по периметру с наружной стороны сплошным швом, а с внутренней стороны прерывистым сварным швом. Лучевые трещины от пробоины не допускаются и при ремонте обшивки рваные края пробоины с трещинами необходимо вырезать. В одном пролете между стойками разрешается устранять не более двух пробоин с суммарной площадью до 0,3 м 2 . При коррозионных повреждениях обшивки более 30 % толщины листа обшивку ремонтируют постановкой накладки толщиной 4 мм. Разрешается также смена части обшивки шириной до 400 мм на всю длину между смежными стойками или по всей длине вагона с расположением стыков на стойках.
Основными причинами недостаточности сохранности кузовов полувагонов
в эксплуатации являются интенсивное ведение погрузочно-разгрузочных работ с применением механизмов, конструктивно не соответствующих условиям их взаимодействия с подвижным составом, нарушения технологии грузовой работы, а также отклонения в эксплуатационной работе. Чтобы не допустить эти разрушения, регламентируются правила погрузки, согласно которым вес груза, одновременно сбрасываемого из ковша на одну крышку люка, не должен превышать 5 т. Допускается сброс груза до 7 т при условий предварительной подсыпки на крышки люков слоя мелкокускового груза толщиной не менее 300 мм.
Частными неисправностями крышек разгрузочных люков и торцовых дверей полувагонов являются: выпуклость, прогибы, пробоины и трещины, а также износ их запорных механизмов. Выпуклость и прогиб крышек люков более 25 мм устраняют правкой на прессах. Толщина металла крышки люка в местах наложения сварных швов должна быть не менее 4 мм. При деповском и текущем ремонтах вагонов в крыщках люков разрешается производить без снятия с полувагона заварку дефектов в сварных швах, заварку не более двух трещин длиной до 100 мм. Изношенные детали запорного механизма восстанавливают наплавкой. Для устранения местных зазоров между крышкой люка и плоскостью её прилегания производят правку соответствующего места или приваривают не более двух планок общей длины до 12 мм на горизонтальные полки запорных угольников.
Ремонт котлов цистерн
До подачи в ремонт котлы цистерн должны быть пропарены, промыты. очищены изнутри и снаружи, а также дегазированы и проверены на взрывобезопасность. Подготовка специализированных цистерн к ремонту выполняется предприятиями, их эксплуатирующими, а цистерны для нефтепродуктов-пунктами подготовки к наливу.
При всех видах ремонта котлов четырехосных цистерн разрешается заварка трещин независимо от места их образования в количестве не более одной на 1 м 2 , а также трещин в сварных соединениях продольных и кольцевых листов. Если трещина уходит под фасонную лапу, то ее заварка производится при срезанной фасонной лапе. Трещины, переходящие с колпака на котел цистерны, ремонтируют заваркой после eё разделки с двух сторон и после паления сварного шва соединения колпака на расстоянии 50 мм в обе стороны от трещины. Пробоины ремонтируют путем вырезки поврежденного участка и постановки вставки круглой формы диаметром 15 см, а при больших размерах пробоин допускается постановка эллиптической или прямоугольной вставки. Толщина металла вставки должна соответствовать толщине котла в месте ремонта.
Оставшуюся толщину металла котла определяют ультразвуковыми толщиномерами типов КВАРЦ-15 и УТ-93П. Участки, поражённые коррозией на глубину 50% и более от номинальной толщины, а в броневом листе в местах опор - более 30%, удаляют и ремонтируют вваркой части днища или продольного листа. При небольшой площади пораженного коррозией участка разрешается производить ремонт постановкой двух вставок на обечайках площадью по 1,5 м 2 , а также постановкой вставок общей площадью до м 2 на каждом днище котла. Трещины в котлах восьмиосных цистерн длиной до 500 мм можно заваривать без постановки усиливающих накладок. Если величина дефектов на обечайках и днищах превышает допускаемые размеры, неисправные элементы заменяют.
В шпангоутах допускается заварка трещин с постановкой усиливающих накладок толщиной 8-10 мм, перекрывающих трещину не менее чем на 100 мм. Сливные приборы и предохранительные клапаны разбирают, осматривают и заменяют неисправные детали, а после сборки испытывают на соответствующее давление. При капитальном ремонте цистерн все резиновые прокладки сливных приборов заменяют на новые.
При ремонте стяжных хомутов разрешается участки пояса, имеющие трещины или пораженные коррозией, ремонтировать вваркой вставок длиной не менее 200 мм, а также приваривать к поясу болт, имеющий прямоугольное сечение в месте приварки. Выявляют и устраняют все неисправности в опорах котлов, в помостах, лестницах, крышке колпака и других узлах. Сварные швы котла, стяжные хомуты, винт штанги сливного прибора и крепление фасонной лапы к котлу при плановых видах ремонта подлежат неразрушающему контролю.
Отремонтированные котлы испытывают на герметичность: после деповского ремонта - воздухом под давлением 0,05 МПа (0,5 кгс/см 2) с обмыванием всех мест, где может образоваться течь; после капитального ремонта - водой под давлением 0,2 МПа
(2 кгс/см 2). Падение давления воздуха или течь жидкости не допускается. Испытание проводят в течение 15 мин. Для проверки исправности сливного прибора цистерны в течение 10 мин находятся под давлением с открытой нижней частью (заглушкой) сливного прибора и 5 мин - с частично открытым клапаном при закрытой заглушке. Котлы цистерн после ремонта сваркой подлежат только гидравлическому испытанию.
Из каких материалов:
Надрессорная балка КВЗ-ЦНИИ изготавливается из материала Ст 3сп;
Подпятник Ст 3сп;
Гидравлический гаситель: шток-Ст5, головка штока-Ст5, болт-Ст 3 сп; Шпинтон-Ст 25Л;
Боковая рама-Ст 20ГЛ;
Надрессорная балка 18-100 Ст 20 ГФЛ;
Скользуны из Ст 3;
Фрикционная планка Ст 25Л;
Букса(Ст 15Л,20Л, 25Л): Крепит крышка-Ст 25Л;
Корпус атосцепки(Ст 15Л, 20ГЛ, 20ГФЛ):Предохранитель Ст 5и Ст ПЗФЛ, Подъемник (Ст 15Л, 20Л, 20ГФЛ), валик подъемника(Ст 20ГФЛ, 20ГЛ)
Понятие износа, главные виды износа
Износом называется процесс постепенного изменения размеров поверхности детали при трении, т.е.разница между первоначальным и конечным состоянием ее поверхности. Изнашивание -- процесс постепенного изменения размеров, тела при трении, проявляющийся в отделении с поверхности трения материала и (или) его остаточной деформации.Линейный износ -- износ, определяемый по уменьшению размера по нормали к поверхности трения.Скорость изнашивания -- отношение величин износа ко времени, в течение которого он возник. Различают следующие виды износа в зависимости от условий трения: механический – абразивный, гидроабразивный, газоабразивный, усталостный, эрозионный, кавитационный, молекулярно – механический; коррозионно – механический – окислительный, окислительно – механический.Допустимым износом называется износ, при котором сопряженные детали или одна из них еще могут нормально проработать до следующего ремонта. Предельный износ - при котором дальнейшая работа может привести к поломке детали.
Основные характеристики изнашивания
ИЗНАШИВАНИЕ ПАР ТРЕНИЯ
Относительные перемещения контактирующих поверхностей и их механические взаимодействия приводят не только к изменениям состояния и свойств материалов поверхностных слоев, но и к их разрушению.
Обычно разрушение происходит в форме отделения от поверхностей трения мелких частиц материала, что приводит с течением времени к изменению размеров и формы контактирующих деталей. Это явление называют изнашиванием. Изнашивание является сложным многоуровневым процессом.
Как отмечалось ранее, основные понятия, термины и определения в области изнашивания регламентированы ГОСТ 27674-88. В частности, по этому ГОСТу результат изнашивания определен термином износ . Величину износа определяют в единицах длины, объема, массы.
Износ деталей и узлов трения приводит к ухудшению функциональных показателей машины. В результате износа нарушается кинематическая точность механизмов, снижается производительность и коэффициент полезного действия, уменьшается прочность деталей, увеличиваются расходы на ремонт и обслуживание, увеличивается шум и вибрации.
Количественно изнашивание характеризуется скоростью изнашивания
γ= Dh/t , (4.1)
где Dh - величина износа, или толщина удаленного слоя, м;
t - время, ч.
Широко распространена другая характеристика изнашивания - интенсивность изнашивания:
I= Dh/L. (4.2)
где Dh - величина износа, м;
L - путь трения, м.
Различают мгновенную (в определенный момент времени) и среднюю скорость изнашивания (за определенный интервал времени).
Еще одной характеристикой изнашивания является износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях. Оценивается величиной обратной скорости или интенсивности изнашивания.
Значение износостойкости находится в пределах 10 3 …10 13 . Установлено десять классов износостойкости (табл. 4.1).
Таблица 4.1
Классы износостойкости
Поскольку изнашивание в процессе эксплуатации машины неизбежно, очень важно определять степень износа детали и установить необходимость ее ремонта. Известно, что первоначальный износ появляется в период приработки двух деталей. Этот износ незначителен и зависит от зазоров и шероховатости поверхностей. В дальнейшем нарастание износа происходит за длительный период эксплуатации и, наконец, износ достигает величины, когда наступает значительное нарушение сопряжения деталей. Поэтому в технике приняты понятия о допустимом и предельном износе.
Допустимым износом называется износ, при котором изделие сохраняет свою работоспособность.
Предельный износ соответствует предельному состоянию изнашивающейся детали.
Установление предельных износов необходимо для выполнения регулировочных операций и выбраковки деталей в эксплуатации и при ремонте. Для определения предельных износов следует руководствоваться тремя критериями: техническим, функциональным и экономическим.
Согласно техническому критерию предельному значению износа соответствует:
Резкое возрастание интенсивности изнашивания;
Снижение прочности изнашиваемой детали вследствие изменения ее размеров;
Усиление влияния износа рабочего органа или деталей сопряжения на работоспособность других деталей;
Самовыключение механизма при работе.
Технический признак предельного износа можно использовать также для оценки изменения характера неподвижного сопряжения (соединения с натягом, шлицевое и шпоночное соединения) вследствие контактной коррозии, релаксации напряжений и макропластической деформации деталей.
Основанием для функционального критерия служит изменение по мере изнашивания качества функций, выполняемых узлом или машиной. Например, отклонения размеров профиля проката от номинального вследствие износа валков, погрешности формы обработанного на металлорежущем станке изделия, изменение подачи компрессора при заданном давлении на выходе.
Экономические показатели работы машины положены в основу третьего критерия предельного износа. Наименьшие затраты на единицу выработки при сохранении качества в заданных пределах являются экономическим критерием оптимального срока службы, межремонтного периода рабочего органа или узла машины.
Экономический критерий является наиболее общим. Технические и функциональные признаки являются основными в тех случаях, когда можно не считаться с рентабельностью работы машины.
Срок службы детали или узла определяется не только по предельным износам, в соответствии с критериями, но и другими факторами: контактная усталость, коррозия и др.
Срок службы пары или детали определяют по формуле
где U max –предельный износ, м;
U 0 – начальный износ (приработанный износ), м;
Скорость изнашивания, м/ч.
Для расчета необходимо установить предельный износ и знать скорость изнашивания.
Лекция 4.
Предельные и допускаемые износы деталей
И механизмов машин.
Определение предельно-допустимых износов аналитическим и графическим методами.
Предельные износы основных базовых деталей и деталей механизмов передач.
Общие понятия и определения. Критерии предельного износа.
Предельный износ - износ, соответствующий предельному состоянию изнашиваемого изделия или его составной части.
Предельное состояние изделия - состояние изделия, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.
Допускаемый износ - максимальный износ элемента (сопряжения) изделия, при котором возможно его безопасное использование в течение последующего ремонтного цикла.
Допустимый износ - износ, при котором изделие соответствует нормативным требованиям безопасности.
Скорость изнашивания - отношение величины износа к интервалу времени, в течение которого он возник.
Интенсивность изнашивания - отношение величины износа к обусловленному пути, на котором происходило изнашивание, или объему выполненной работы.
Предельный износ по параметрам безопасности должен устанавливаться для деталей или их сопряжений, подверженных износу при регламентированных в нормативной документации условиях эксплуатации и связанных непосредственно или функционально с параметрами или характеристиками безопасности изделий. Предельный износ по параметрам безопасности должен быть установлен в государственных стандартах и (или) конструкторских документах на размеры или сопряжения элементов изделия. В нормативной и (или) технической документации должны быть указаны мероприятия или действия, которые должны осуществлять эксплуатирующие или ремонтные организации при достижении предельных износов, а также методы и способы их определения. Значения предельного износа, являющиеся параметрами безопасности изделия, должны быть доведены до сведения потребителя и указаны в сопровождающей изделие документации.
В зависимости от вида и функционального назначения изделия за критерии предельного износа принимают:
Начало резкого возрастания интенсивности изнашивания элементов машин, связанных с безопасностью;
Самовыключение или самовключение изделия (например, из-за износа торцевой поверхности зубчатых колес коробок передач);
Предельно допустимое снижение прочности изнашиваемой детали (например, износ и обрыв проволок канатов грузоподъемных устройств, из-за изнашивания толщины зуба у основания зубчатого устройства);
Выходящее за пределы допустимого влияние износа отдельных деталей сопряжения на параметр безопасности изделия;
Износ элементов зубчатых, цепных и других передач, крепежных элементов, вызывающих шум и вибрацию на месте оператора;
Возникновение триботехнических отказов, связанное с уменьшением силы трения до уровня ниже допустимого, заедание, заклинивание механизмов (например, износ по толщине накладок фрикционных тормозов и муфт, приводящий к уменьшению силы трения, а, следовательно, и силы удерживания грузов или машины на уклонах и т.п.);
Нарушение кинематического взаимодействия деталей (например, чрезмерное увеличение динамических нагрузок на элемент или группу элементов вследствие износа подшипников и перекоса валов);
Изменение или невозможность выполнения изделием заданных приводящих к нарушению безопасности (например, схождение цепи со звездочки вследствие износа шарниров и вытяжка).
При установлении критериев предельного износа конкретного изделия следует учитывать следующее:
В результате износа может происходить скачкообразное изменение состояния изделия, приводящее его в опасное состояние для человека или окружающей среды (заклинивание механизма, поломка деталей и т.п.);
В процессе изнашивания имеется зона интенсивного возрастания износа, приводящего к росту вибраций, шума, выделению загрязняющих веществ;
Процесс износа за время эксплуатации не имеет экстремальных зон; опасные воздействия изнашивания проявляются после достижения предельного износа.
При установлении предельного износа составных частей изделия следует учитывать влияние изнашиваемого элемента:
на работоспособность самого элемента;
на параметр безопасности изделия в целом;
на работоспособное состояние других элементов, влияющих на параметр безопасности изделия.
Для деталей с поверхностным упрочнением предельный износ не должен превышать глубины упрочненного слоя.
Интенсивность нарастания износа деталей и изменение зазоров подвижных сопряжений в зависимости от продолжительности работы происходят с определенной закономерностью. Почти для всех деталей, подверженных изнашиванию, закон нарастания износа имеет вид кривой, представленной на рисунке 13. Типовая кривая износа, несет три явно выраженных участка.
Износ на участке I кривой ОА 1 характеризуется быстрым нарастанием износа ОК за сравнительно малый период работы ОА . Он выражает начальную работу сопряжения - период приработки деталей. Износ и степень интенсивности изнашивания в этот период во многом зависят от качества поверхности деталей, условий смазки и нагрузки. С увеличением шероховатости рабочей поверхности, а также с увеличением нагрузки в начальный период работы износ деталей значительно повышается. Участок II кривой А 1 В 1 , наибольший по протяженности, характеризует нормальную работу детали или сопряжения. За время нормальной эксплуатации АВ износ деталей нарастает постепенно, часто с небольшой равномерной интенсивностью, и увеличивается на небольшое значение КК 1 . Износ на этом участке носит название естественного износа. Его значение во многом зависит от условий эксплуатации, а также от своевременности и качества проводимого технического обслуживания. Участок Ш за точкой B 1 характеризуется интенсивным нарастанием износа деталей и резким увеличением зазоров в сопряжениях. Работа сопряжений с износами деталей, превышающими значение ОК 1 , как правило, сопровождается нарушением условий смазки, перегревом деталей, появлением шумов и стуков и часто заканчивается аварийным разрушением. Такие износы называют предельными. Детали с предельными износами требуется восстановить или заменить.
Зная закономерность (кривую) нарастания износа детали или увеличение зазора сопряжения, можно легко определить предельные и допускаемые износы деталей или зазоры сопряжения. Например, при измерении размера детали во время ремонта износ ее оказался равным ОМ Отложив это значение на оси ординат, из точки М проводят прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с кривой износа в точке Б 1 , и опускают перпендикуляр на ось абсцисс. Если отрезок времени БВ равен или больше межремонтного периода, то такой износ считают допускаемым.
При допускаемом износе данное сопряжение может нормально работать еще целый межремонтный срок. Значение допускаемого износа всегда будет расположено на участке А 1 В 1 , кривой износа.
В случае наступления предельного износа дальнейшая нормальная работа данного сопряжения в течение очередного межремонтного периода невозможна, иначе произойдет авария. Значение предельного износа также расположено на участке А 1 В 1 , кривой износа вблизи точки В 1 .
Различают три группы дефектов деталей автомобилей: естественный износ деталей, механические повреждения (трещины, пробоины, риски и борозды, выкрашивания, поломки и обломы, изгибы и скручивания) и тепловые повреждения (деформации и раковины, происходящие в результате температурных воздействий).
Естественный износ происходит в результате трения между трущимися поверхностями и усталости поверхностного слоя материала и является основной причиной непригодности деталей для дальнейшей работы. Различают следующие виды естественного износа: механический, молекулярно-механический и коррозийно-механический.
К механическому износу относят абразивный износ и износ, возникающий вследствие пластического деформирования и хрупкого разрушения. К молекулярно-механическому относят износ, образующийся при схватывании частиц металла между собой с последующим разрушением возникшей связи. Под коррозийно-механическим понимают механический износ, усиленный явлениями коррозии.
Абразивный механический износ имеет место в цилиндро-поршневой группе за счет попадания в цилиндры пыли (абразива), продуктов износа и коррозии. Износ пластического течения наблюдается в баббитовой заливке подшипников коленчатого вала. Износ хрупкого разрушения возможен на рабочих поверхностях клапанов, на беговых дорожках шариковых подшипников и других деталях, подверженных ударным нагрузкам.
Молекулярно-механический износ может наблюдаться при приработке, а коррозионио-механический - в цилиндро-поршневой группе за счет коррозии.
Величина износа, а следовательно; и долговечность детали, зависит от конструкции механизма и условий работы деталей (характера нагрузки, величины удельного давления, температуры и т. д.), материала деталей, точности и чистоты обработки, зазоров и натягов в сопряжениях деталей, качества сборки и регулировки, наличия и качества смазки, своевременности и тщательности выполнения технического обслуживания, условий эксплуатации автомобиля и приемов вождения.
С увеличением пробега автомобиля величина износа и зазор между сопряженными деталями постепенно увеличиваются. Нарастание износа в различных сопряжениях неодинаково, так как неодинаковы износостойкость деталей и условия их работы. Если детали подвержены ударным и знакопеременным нагрузкам, то значительное отклонение от установленного зазора, например, в подшипниках коленчатого вала двигателя, приводит к резко возрастающим износам.
Постоянное наблюдение водителя за работой автомобиля и его агрегатов, правильные приемы вождения, тщательное техническое обслуживание и своевременное устранение всех обнаруженных неисправностей - таковы пути предотвращения перехода мелких дефектов в существенные неисправности и поломки.
Между естественным износом деталей и пробегом автомобиля существует зависимость, показанная в виде кривой ОАВ на рис. 166. Участок ОА соответствует периоду обкатки нового или капитально отремонтированного автомобиля. В течение этого периода происходит повышенный износ детали в связи с приработкой сопряженных поверхностей. Участок АВ соответствует периоду нормальной эксплуатации, когда износ увеличивается значительно медленнее.
Допустимым называется износ детали, при котором она может нормально работать до очередного ремонта. Предельным называется износ, при котором нарушаются нормальные условия работы сопряженных деталей и дальнейшая эксплуатация становится невозможной или неэкономичной. После пробега автомобиля, соответствующего предельному износу (точка В), деталь необходимо ремонтировать, так как ударные нагрузки, возникающие между сопряженными деталями вследствие большого зазора, приводят к резкому увеличению износа и могут вызывать поломку деталей.
Задачей ремонта является восстановление правильной формы деталей и первоначальных зазоров (натягов) между сопряженными деталями, нарушенных при износе. При ремонте автомобиля восстанавливают номинальные размеры деталей или обрабатывают их под ремонтные размеры.
Ремонтным размером называется размер детали, отличающийся от номинального на строго определенную величину (зависит от износа детали и припуска на обработку). Такие размеры устанавливают для основных и наиболее ответственных деталей автомобиля, причем ремонтные размеры сопряженных деталей увязаны между собой. Ремонтные размеры дают возможность использовать при ремонте автомобиля готовые запасные части. При этом размеры деталей увеличивают (например, диаметры цилиндров) или уменьшают (например, шейки валов) по сравнению с номинальными размерами. Очевидно, что изменение размеров деталей при ремонте не может быть беспредельным и ограничивается прочностью детали (например, толщиной стенки цилиндра), глубиной закаленного слоя и т. д.
В качестве примера укажем, что для гильз цилиндров двигателей ЯМЗ установлено два ремонтных размера с увеличением диаметра гильзы соответственно на 0,25 и 0,5 мм, для коренных и шатунных шеек коленчатого вала - шесть ремонтных размеров с уменьшением диаметра шейки на 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25 и 1,5 мм.
Изношенные детали восстанавливают механической обработкой (с применением ремонтных размеров, добавочных деталей и замены части детали), наваркой, металлизацией, гальваническим наращиванием (хромирование, осталивание, омеднение), электроискровой обработкой, перезаливкой антифрикционными сплавами (баббитом, свинцовистой бронзой), способом давления (осадка, раздача и др.), когда свободный металл детали перемещается к изношенным ее местам. Детали, имеющие механические повреждения, можно восстанавливать металлизацией, пайкой, заваркой, правкой, слесарной (штифтовка, постановка заплат) или механической обработкой. Для восстановления деталей с химико-тепловыми повреждениями применяют заварку, припиловку, шабровку, фрезерование или шлифование (например, седел клапанов), притирку, механическую обработку.
