«Металл-Столица». Продажа, ремонт и модернизация металлообрабатывающих станков и оборудования. Обработка и изготовление изделий из металла.

Виды износа деталей станков

Виды износа деталей станков
В процессе эксплуатации машин, в результате разрушения наружных сопрягаемых слоев поверхностей, изменения структуры металла, усталостной прочности и других факторов происходит износ деталей. Поэтому ряд деталей станков, проработавших некоторое время, становится непригодным для дальнейшей их эксплуатации и требует восстановления либо замены. Износ разделяют на две группы: 1) естественный или нормальный и 2) аварийный.

К первой группе относят виды износа, вызываемые действием сил трения, при этом величина нарастания износа соответствует длительному времени эксплуатации станков.

Ко второй группе относят виды износа, интенсивность которых нарастает в течение короткого времени и достигает таких размеров, при которых дальнейшая _ эксплуатация станков становится невозможной. Естественный износ может перейти в аварийный при нарушении правил эксплуатации станка. Так, например, неизбежен аварийный износ шеек вала и подшипников в случае внезапного прекращения смазки. Поэтому знание причин, вызывающих аварийный износ деталей станков, а также мероприятия по их предотвращению являются весьма необходимыми.

По сущности явлений, происходящих на поверхности трущихся деталей, различают следующие виды естественных и аварийных групп износов: механический, тепловой, коррозионный, абразивный, износ схватыванием и др. Механический износ возникает в результате усталости металла под действием сил трения двух сопрягаемых деталей в процессе скольжения одной детали по другой.

Исследования показали, что на величину износа деталей влияют следующие факторы:
1) качество материала сопрягаемых деталей;
2) качество поверхностей трущихся деталей;
3) нагрузка на единицу поверхности трущихся деталей;
4) время работы детален;
5) условия и качество смазки;
6) предохранение трущихся поверхностей от попадания пыли и многие др.

Тепловой износ возникает при трении скольжения деталей, работающих на больших скоростях и с большими удельными давлениями. Возникшая температура способствует понижению сопротивляемости металла износу и пластическим деформациям, что влечет за собой контактное схватывание и смятие металла. Тепловому износу хорошо сопротивляются цементованные и закаленные детали, а также детали, изготовленные из теплоустойчивых металлов.

Коррозионный износ возникает при трении скольжения в случае отсутствия или наличия граничной смазки, а также трения качения с небольшими удельными нагрузками. Коррозионный износ сопровождается двумя взаимосвязанными процессами: микропластической деформацией верхних слоев и диффузией кислорода в деформированный металл. В начале коррозионного износа окисление проявляется в поверхностных слоях металла, т. е. на поверхности трения. В результате образуются твердые растворы кислорода в металле. Эти растворы перемещаются и заполняют все неревности поверхности в процессе движения деталей. В дальнейшем происходит образование сплошных слоев химического соединения кислорода с металлом. Окисленный металл в виде порошка отделяется от основного металла, а на поверхности детали образуются углубления и неровности.

Абразивный износ деталей происходит тогда, когда детали работают в абразивной среде. Появление твердых частиц абразива на трущихся поверхностях детален способствуют разрушению поверхностного слоя, так как каждая твердая частица абразива представляет собой микрорезец, который срезает тонкую стружку металла с поверхности трения. В металлорежущих станках абразивному износу подвержены направляющие станин, столов, кареток, суппортов и другие детали. Износ схватыванием возникает, когда трущиеся части двух деталей имеют небольшую скорость относительного перемещения и большое удельное давление, которое превышает предел текучести металла на участках контакта. Это возможно при отсутствии смазки и защитной пленки окислов. Детали, изготовленные из мягких металлов, подвергаются большему износу, чем твердые детали, например цементованные и закаленные.

Износ сопрягаемых поверхностей деталей имеет три фазы:
1) приработка,
2) нормальный износ,
3) катастрофический износ.
В первом случае износ будет тем меньше, чем лучше обработана поверхность сопрягаемых деталей, он также зависит от физико-химических свойств материалов деталей.

Для обеспечения нормального износа сопрягаемых деталей осуществляют в основном мероприятия, предусмотренные ППР. С увеличением зазоров между сопрягаемыми деталями вслед за нормальным износом наступает катастрофический износ, что приводит к ненормальной работе оборудовании, а впоследствии к его авариям. Одни» из профилактических средств предупреждения аварии являются периодические осмотры оборудования, узлов и ответственных детален. При периодических осмотрах определяют, какие детали и узлы могут быть оставлены до следующего планового ремонта, а какие подлежат ремонту или замене. Пригодность деталей и узлов в дальнейшей работе устанавливают осмотром, обмером и другими средствами. Величины зазоров указываются в инструкциях по текущему ремонту. Приводим некоторые предварительные средние значения величин износа отдельных деталей универсальных станков нормальной точности, определяющие точность изготовляемых на станках деталей.

Направляющие станиц токарных станков (при длине обрабатываемой летали 100 -300 мм):
1) станки для черновой обработки 0,2—0,3 мм;
2) станки для получнетовой обработки 0,08 мм;
3) станки для чистовой обработки 0,02 мм. Уменьшение внутреннего диаметра резьбы винтов суппортов, столов, кареток не должно превышать 5% от первоначальных размеров. При этом «мертвый ход» гайки не должен превышать 0,2 мм.

Шлицевые соединения. Допустимые величины износа деталей ответственных шлицевых соединений не должны превышать значений, равных разности численных значений допусков соседних классов точности. Указанное относится к диаметру центрирования и к ширине шлицев. Для валов диаметрами 30—50 мм при центрировании по наружному диаметру допустимые величины износа при посадке скольжения 2-го класса точности даны в табл. )5. Износ шеек шлицевых валов для подшипников качения не должен превышать 0,02—0,03 мм.

Цилиндрические зубчатые колеса. Допускается оставлять невосстановленными размеры зубьев по толщине нереверсируемых зубчатых колес по хорде делительной окружности. При условии равномерного износа и чистовой боковой поверхности зубьев: для колес главного привода движения—до 6%; для колос цепей подач (кроме делительных колес зуборезных станков)—до 8%; для колес в цепях вспомогательных перемещений—до 10% номинальной величины хорды по рабочему чертежу детали. Не допускается растачивание (шлифование) отверстий в зубчатых колесах, а также увеличение изношенных шпоночных пазов до размера больше стандартного. Однако допускается изготовление шпоночного паза на новом месте без заделки старого паза (не более одного на сечение).