Изнашивания направляющих

физических и химических факторов, влияющих на рассматриваемые закономерности. Влияние последних будет проанализировано ниже, при рассмотрении механизмов изнашивания металлических и полимерных материалов.

4.2. ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИЗНАШИВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ*

Наибольший экспериментальный материал накоплен при изучении механизма изнашивания металлических материалов, занимающих ведущее место среди конструкционных материалов, применяемых в узлах трения машин. Независимо от вида трения металлических пар трения механизм изнашивания в большинстве случаев содержит однотипные процессы и характеристики, классифицированные в 1953 г. Е.М. Швецовой и И.В. Крагельским. Они предложили при анализе процесса изнашивания расчленить его на три явления: взаимодействие поверхностей трения; изменения, происходящие в поверхностном слое металла; разрушение поверхностей. Рассмотрим каждое явление отдельно, хотя в реальности они происходят одновременно, взаимно влияя друг на друга.

Описанный механизм изнашивания металлических материалов отражает процессы изнашивания независимо от вида трения и режима смазки. В рабочих органах машин процесс изнашивания может быть

расчленен, так же как в парах трения, на элементарные акты разрушения. В отличие от деталей узлов трения инструмент и рабочие органы машин в каждый момент времени взаимодействуют с новыми поверхностями обрабатываемого материала. Несмотря на общность основных этапов механизма изнашивания металлических материалов, конкретные виды изнашивания (абразивное, окислительное, водородное и т.д.) имеют свои особенности, которые рассмотрены ниже.

шивания твердых тел в трибосистемах (узлах трения) любого типа. Другими словами, названные процессы определяют характер и закономерности изнашивания металлических, полимерных и металлопо-лимерных узлов трения независимо от условий нагружения и смазки. Следовательно, структурный анализ физико-химических процессов (деструкция, рекристаллизация, образование новых фаз в результате трибохимических реакций, фазовые переходы при трении и износе) и анализ термодинамики этих процессов позволяют получить наиболее полную физическую картину изучаемого явления.

Д.Н. Гаркуновым и А.А. Поляковым установлены два вида изнашивания металлических деталей под влиянием водорода: изнашивание диспергированием и изнашивание разрушением.

Рис. 5.8. Схема развития процесса изнашивания металлических поверхностей при фреттинг-коррозии

4.2. Физическая модель изнашивания металлических поверностей 83

2. Механизм изнашивания металлических поверхностей

Механизм изнашивания металлических поверхностей 99

3. Оценка при помощи ЭВМ условий изнашивания направляющих на стадии их проектирования. Возможности ЭВМ позволяют на стадии проектирования направляющих оценить основные факторы, влияющие на интенсивность и неравномерность износа и соответственно на искажение траектории движения ведомого звена, и выбрать оптимальные параметры. В пределах ограничений, накладываемых конструкцией, режимами эксплуатации изделия и требованиями к выходным параметрам можно иметь большое число различных решений, неодинаковых по надежности. Так, за счет свешивания направляющих ползуна (стола) можно добиться большей равномерности износа. При проектировании узла, надо выбрать рациональное распределение сил в системе, найти оптимальное соотношение между размерами сопряжений и решить ряд других вопросов, требующих большого числа расчетов и сравнения различных вариантов.

2. Влияние на траекторию звена износа жестко связанных направляющих tQ56). 3. Оценка при помощи ЭВМ условий изнашивания направляющих на стадии их проектирования (358).' 4. Блок-схема программы расчета на Э*ВМ параметров узла трения (359). 5. Пример поиска оптимального конструктивного варианта для узла трения (362)

169. Проников А. С. Эксплуатационное и теоретическое исследование-изнашивания направляющих металлорежущих станков, «Трение и износ в машинах». Сб. X. Изд. АН СССР, 1955, с. 91—194.

Шаговые конвейеры-перекладчики предназначены для перемещения деталей: а) не имеющих достаточно больших плоских опорных поверхностей; б) тяжелых и приспособлений-спутников (с целью предотвращения изнашивания направляющих планок и сокращения тяговой силы); в) у'которых не допускается даже незначительное повреждение опорной поверхности; г) ко-

Основные мероприятия по уменьшению изнашивания направляющих станин следующие:

Скорость изнашивания (на участке наибольшего износа) основных направляющих станины, например, токарных и револьверных станков из незакаленного чугуна СЧ 21-40 (салазки из чугуна той же марки), при отсутствии защитных устройств и принудительной смазки, при обычном уходе, для станков средних размеров, работающих в условиях индивидуального и мелкосерийного производства, в зависимости от условий работы составляет в среднем 0,03—0,12 мм/год двухсменной службы (меньшие значения — при чистовой обработке стали, большие — при обдирке стали и чугуна). У станков тех же типов и размеров, работающих в крупносерийном и массовом производстве, используемых как специальные, скорость изнашивания выше в 2—3 раза и более. Скорость изнашивания направляющих салазок примерно в 1,5 и более раза выше (в зависимости от длины хода), чем скорость изнашивания направляющих станины. Около 50% токарных и револьверных станков с незакаленными направляющими после одного — двух лет двусменной службы имеют задиры на направляющих (глубина задиров до 0,4 мм).

Основным видом изнашивания направляющих тяжелых станков большинства типов (пара трения чугун по чугуну) — токарных, расточных, фрезерных, строгальных, карусельных и других, а также станков средних размеров с высокими скоростями скольжения в направляющих (соответствующих скоростям резания) является схватывание (с образованием задиров). Сопутствующий вид изнашивания направляющих этой группы станков — абразивное изнашивание.

у которых чугунные направляющие в про цессе эксплуатации получают повреждения в виде интенсивных задиров, т. е. когда основным видом изнашивания направляющих является не абразивное изнашивание, а заедание—контактное схватывание.

5. Проников А. С., Эксплуатационное и теоретическое исследования изнашивания направляющих металлорежущих станков. „Трение н износ в машинах", сб. X, АН СССР, 1955.

Для предупреждения преждевременного изнашивания направляющих или образования задиров на них, изнашивания шпиндельных подшипников запрещается на станках с ЧПУ устанавливать заготовки, масса которых выше, чем указано в паспорте станка. Для обеспечения равномерного изнашивания столов рекомендуется небольшие заготовки закреплять на разных участках стола. На координатно-ра-сточных станках с ЧПУ не следует обрабатывать заготовки, габариты которых превышают допустимые. Особенно нежелательна обработка на одностоечных станках заготовок, ширина которых превышает ширину стола, неравномерно расположенных (т. е. смещенных в одну сторону) на столе. Не допускается чрезмерное затягивание гаек крепления заготовки, класть заготовки, детали и инструмент на столы и направляющие станков.

Одну и ту же поверхность можно обрабатывать различными методами. Так, методами чистовой обработки прямолинейных направляющих может быть шабрение, тонкое строгание, тонкое фрезерование, шлифование чашечным кругом, шлифование периферией круга; направляющие можно наклепать шариками. Опыты показывают, что скорость изнашивания направляющих зависит от сочетания методов обработки сопрягаемых поверхностей. М. О. Якобсоном было установлено, что наиболее износостойкими являются пары скольжения, у которых нижние образцы, имитирующие станину, наклепаны шариками, а верхние подвергнуты шабрению, тонкому фрезерованию и шлифованию торцом круга.