Оптимальной долговечности

с оптимальным значением резко увеличивает изнашивание за счет молекулярного сцепления и заедания трущихся поверхностей, чему способствует выдавливание смазочного материала и плохая смачиваемость зеркально-чистых поверхностей. Поэтому пришабренные поверхности лучше притертых, так как на них имеются углубления («карманы»), удерживающие смазочный материал. Хорошее удерживание смазочного материала обеспечивается системой мелких масло-удерживающих каналов, полученных виброобкатыванием. Таким образом, деталь должна иметь не слишком грубую и не слишком гладкую поверхность, а именно такую, какая нужна для надежного выполнения своего функционального назначения. Параметры оптимальной шероховатости зависят от качества смазочного материала, условий работы трущихся поверхностей, их конструкции и материала.

Проведенные в дальнейшем исследования влияния шероховатости поверхности «а трение и изнашивание сводились к установлению так называемой оптимальной шероховатости применительно к конкретным трущимся сопряжениям. Покажем это на некоторых примерах. Исследования по влиянию чистоты механической обработки поверхности хромированного зеркала цилиндра на износ поршневых колец показали, что кривая зависимости износа поршневого кольца от класса чистоты обработки цилиндра имеет минимум. При этом установлено, что наибольшая износостойкость кольца будет в том случае, когда чистота обработки поверхности зеркала цилиндра соответствует V9, что благоприятствует «жизнеспособности» масляной пленки [94].

к оптимальной, уменьшает износ, температуру на поверхности трения и коэффициент трения. Отметим, что оптимальной шероховатости соответствует минимум коэффициента трения и минимум величины износа материалов. Это положение согласуется с исследованиями [5, 29, 35, 74, 76, 136] для пар металл — полимер.

Результаты исследований [3] по определению оптимальной шероховатости металлического вала при трении по полимерам представлены в табл. 4. В ней приведены значения коэффициента трения пар сталь — полимеры в зависимости от степени шероховатости и вида технологической обработки поверхности трения стального вала. Экспериментальные данные получены прл удельной нагрузке 12 кг/см*, скорости скольжения 0,24 м/сек и температуре 40—50° С (трение без смазки). Каждая серия образ-

Наличие оптимальной шероховатости достаточно широко исследовано и подтверждено практикой.

Существует мнение, что для каждого конкретного сопряжения имеется своя наиболее рациональная шероховатость. Если такую шероховатость сообщить поверхности в процессе механической обработки, то величина износа и длительность приработки трущихся поверхностей будут минимальными. Однако вопрос об оптимальной шероховатости теоретически не был решен, и для различных условий работы ее устанавливали экспериментально.

На основании предложенной И. В. Крагельским [46, 48[ моле-кулярно-механической теорир трения В. С. Щедрову в 1946г. [115] впервые удалось получить формулу расчета параметра оптимальной шероховатости Rq для случат стационарного изнашивания. Некоторому значению среднего квздратического отклонения профиля Rq соответствует наименьшая интенсивность изнашивания. Для случая, когда одна поверхность изнашивается значительно медленнее другой, им предложена формула расчета параметра R*4 оптимальной шероховатости менее износостойкой поверхности:

Анализ эксперимента позволяет сделать вывод, что с увеличением т0 критерий шероховатости приработанной поверхности увеличивается по закону A=A(T0)2v+1/2v, что согласуется с полученной нами формулой расчета оптимальной шероховатости (IV.30).

Аналогичные расчетные и экспериментальные данные для оптимальной шероховатости приведены для пар трения сталь 45 — фторопласт-4 и сталь 45 — полиформальдегид в табл. 32 [56, 127].

оптимальной шероховатости узлов трения шпиндельных устройств листоправильных машин

93. Серая Е. А. Методика определения параметров оптимальной шероховатости поверхности деталей при ремонте двигателей тракторов сельскохозяйственного назначения. Автореф. канд. дисс. М., 1971.

Делают попытки нахождения оптимальной долговечности, т. е. такой, при которой себестоимость продукции машины минимальна. Исходят из1 следующих предпосылок. Себестоимость продукции равна сумме постоянных расходов (рис. 8, а, линия с —с), не зависящих от продолжительности эксплуатации (энергия, материалы, труд и др.), и переменных, зависящих от продолжительности эксплуатации: амортизационных расходов (кривая 1), обратно пропорциональных продолжительности эксплуатации, н годовых ремонтных (кривая 2), возрастающих с увеличением продолжительности эксплуатации вследствие износа машины.

Трактовка эта слишком упрощена, чтобы ею можно было практически пользоваться. Во-первых, в большинстве случаев переменные расходы незначительны по сравнению с постоянными; если даже кривая себестоимости продукции Имеет минимум, то он выражен слабо. Машины, превысившие срок оптимальной долговечности, могут еще длительное время выдавать продукцию, хотя и с несколько меньшей рентабельностью. Во-вторых, не учитывается величина суммарной стоимости ремонтов ]ГРм за весь период эксплуатации машины. Так, в случае, приведенном на рис. 8, а, где ремонтные расходы в последний год эксплуатации приняты равными стоимости машины (отрезки cd), суммарные расходы на ремонт (площадь между кривой 1 ремонтных расходов и прямой с —с постоянных расходов) рашгы четырем стоимостям машины, Что явно завышено.

При введении разумных пределов суммарной стоимости ремонтов картина меняется. Если задаться, например, условием, чтобы стоимость ремонтов не превосходила стоимости машины, то для каждого заданного срока службы получается определенный минимум себестоимости (жирные кривые, рис. 8, б). С увеличением срока службы минимумы снижаются н становятся все менее выраженными. Огибающая минимумов непрерывно падает с увеличением срока службы. Таким образом, при ограниченной известным пределом суммарной стоимости ремонтов понятие оптимальной долговечности исчезает; себестоимость продукции с увеличением долговечности непрерывно снижается.

/ Следует еще указать, что рассуждения об оптимальной долговечности не учитывают динамику изменения постоянных расходов, которые, как правило, имеют тенденцию к снижению (уменьшение стоимости энергии, материалов и расходов на труд в результате автоматизации и совершенствования производственного процесса). Это снижение может еще больше изменить картину в пользу больших сроков службы.

Для проведения работы по анализу эксплуатационной надежности выпускаемых машин и, в частности, их износостойкости .на передовых заводах страны создаются по предложению Н. С. Хрущева, высказанном им 24 апреля 1963 года на совещании работников промышленности и строительства РСФСР, общественные научно-технические комиссии по контролю за качеством продукции. Первыми это сделали горьковские автомобилестроители. На Горьковском автозаводе была создана общественная научно-техническая комиссия по повышению эксплуатационной надежности и оптимальной долговечности выпускаемой продукции.

Задачей этой комиссии является анализ эксплуатационной надежности выпускаемых заводом автомобилей, определение •соответствия их конструкции требованиям современной науки и техники и на основе этого разработка мероприятий по оптимальной долговечности автомобилей, внедрению прогрессивной технологии, качественных материалов, автоматизации производства, модернизации оборудования, оказание помощи коллективам цехов и отделов в реализации планов повышения эксплуатационной надежности и долговечности деталей, узлов, комплектующих изделий для автомашин, систематический общественный контроль за выполнением этих планов.

3. Гальперин А. С., Сушкевич М. И. Определение оптимальной долговечности машин. М., «Колос», 1970, 183 с.

оптимальной долговечности с учетом физического износа

Наиболее важное значение при проектировании и производстве современных машин имеет правильная оценка физической, моральной и оптимальной долговечности. Физическая долговечность определяется сроком службы машины до ее предельного износа и характеризует собой межремонтный срок службы. В результате физического износа машина теряет первоначальные эксплуатационные свойства под действием механических, химических, тепловых, электрических и других факторов.

Моральная долговечность обусловлена техническим прогрессом в области создания машин данного назначения и характеризует тот срок службы, после которого машина данной конструкции становится экономически неэффективной. Технический прогресс в настоящее время направлен к повышению физической долговечности машин до моральной. В действительности разрыв между моральной долговечностью и физической настолько значителен, что целесообразным оказывается ремонт машины как средство восстановления ее работоспособности. В связи с этим возникает необходимость в определении оптимальной долговечности, т. е. такого срока службы, за пределами которого ремонт машин как средство восстановления работоспособности становится экономически нецелесообразным. Оптимальный срок служ-

бы (оптимальная долговечность) используется при определении норм амортизационных отчислений, потребности в машинах, запасных частях, количества капитальных и других ремонтов. Зная оптимальный срок службы машин, можно планировать развитие ремонтного хозяйства, реконструкцию и строительство новых заводов по производству машин и устанавливать между ними правильные соотношения. При проектировании машин и технологических процессов с учетом оптимальной долговечности необходимо более обоснованно устанавливать сроки службы от-