6.4. Форма отчёта
1. Цель работы.
2. Основные положения теории усталостной долговечности материала детали.
3. Испытание деталей на усталостную долговечность.
4. Расчёт ресурса детали по критерию долговечности.
5. Краткие выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Что такое ресурс?
2. Что такое предельное состояние элемента?
3. Что такое усталость материала детали?
4. Что такое выносливость материала детали?
5. Что такое коэффициент асимметрии цикла напряжений в детали?
6. Перечислите режимы нагружения деталей.
7. Что такое кривая усталости?
8. Что такое предел выносливости детали?
9. Что такое усталостная долговечность?
10. В чем особенность стенда для усталостных испытаний на изгиб?
11. Что необходимо знать при расчёте ресурса детали машины по критерию долговечности?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
ИСПЫТАНИЕ И РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ НА ИЗНАШИВАНИЕ
7.1. Цель работы
Цель работы – изучение процесса изнашивания деталей машин, освоение методики испытаний и расчета ресурса элементов механических систем по критерию износа.
7.2. Теоретические сведения
7.2.1. Общие сведения о процессе изнашивания
Под изнашиванием подразумевают процесс постепенного изменения размеров и формы тела при трении, проявляющийся в отделение с поверхности трения материала и в его остаточной деформации. Изнашивание может сопровождаться коррозией.
Износ является результатом изнашивания.
Наиболее часто износ характеризуется изменением размера детали в направлении, перпендикулярном к поверхности трения, – линейный износ Ил. Реже используются показатели изменения объема – объемный износ Иоб или износ массы детали Им.
Износ
является функцией времени, в связи с
чем одним из основных показателей износа
будет скорость
изнашивания
,
которая
определяется как отношение величины
износа ко времени, в течение которого
он возникает. Различают мгновенную
(в
определённый момент времени t)
и среднюю
(за
определённый интервал времени
)
скорости
изнашивания.
Интенсивность износа IИ определяется как отношение величины износа к обусловленному пути L, на котором происходило изнашивание, или к объему V выполняемой работы: I = И/L или I = И/V.
Износостойкость
материала
детали – свойство оказывать сопротивление
изнашиванию при определённых условиях
трения. Оценивается износостойкость
величиной обратной скорости изнашивания
или интенсивности изнашивания
.
Предельными износом Ипр или предельным зазором сопряжения Зпр называют такое состояние, при котором дальнейшая эксплуатация детали (сопряжения) должна быть прекращена во избежание аварийной поломки или резкого ухудшения технических или экономических характеристик машины.
Различают следующие процессы, сопровождающие трение и изнашивание: царапание, отслаивание, выкрашивание, заедание, схватывание, перенос материала.
Процесс изнашивания зависит от условий работы и качества поверхности детали. К условиям работы относятся: виды трения, характеристики внешней среды, скоростной и нагрузочный режимы и др.
Трение – это сопротивление относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения их поверхностей и действующее по касательным к ним. По характеру движения различают: трение скольжения, трение качения, трение качения с проскальзыванием.
По наличию смазки для пар трения различают: трение без смазки, граничное трение, жидкостное трение.
Внешняя среда – газовая с абразивными частицами и без них, жидкостная с абразивными частицами и без них, технологическая среда (грунты, растворы, породы, смеси и пр.).
По ГОСТ 16429 различают три группы видов изнашивания сопряжённых деталей:
1) механическое изнашивание (абразивное, гидро- и газообразивное, эрозионное, кавитационное, усталостное) ;
2) молекулярно-механическое изнашивание (изнашивание при заедании);
3) коррозионно-механическое изнашивание (окислительное; изнашивание при фреттинг-коррозии, когда тела соприкасаются при малых колебаниях, перемещениях).
Большое количество деталей, ограничивающих надёжную работу строительных машин, теряют работоспособность в результате износа, происходящего в основном в абразивной среде. К этим деталям относятся рабочие органы, элементы ходового оборудования, цепные и зубчатые передачи (особенно открытые), опоры скольжения и качения, фрикционные пары муфт и тормозов, уплотнения и другие.
Интенсивность абразивного изнашивания детали обусловливается свойствами материала детали, свойствами абразивных частиц, состоянием абразивной массы и характером её взаимодействия на истирающую поверхность.