Влияние режима работы на эквивалентное число циклов нагружения

σ _мах^m∙ N _экв = Σ (σ _i ^m∙ N_i); N _экв = Σ (σ _i ^m∙ N _i) / σ _мах^m.

Итак N _экв = μ N _Σ .

Коэффициент эквивалентности μ = Σ (σ _i ^m∙ N _i) / [σ _мах^m Σ (N _i)].

Перейдем от σ к нагрузкам:

Для изгиба μ = Σ (М _i ^q∙ N _i) / [М_мах^q Σ (N _i)]. σ = к∙ M_и , отсюда q = m.

Для контакта цилиндров σ = , отсюда q = m/2.

Жесткость ─ способность детали сопротивляться изменению формы под действием нагрузок.

При расчете на жесткость ограничивают перемещения, вызванные действующими нагрузками. В частности, большие упругие деформации валов могут привести к заклиниванию тел качения в подшипниках и перекосу зубьев колес в зубчатом зацеплении.

Для расчета деформаций в сравнительно простых случаях используют методы сопромата (интеграл Мора или способ Верещагина), в более сложных случаях применяют методы теории упругости.

Простейшие формулы:

Для двухопорной балки

у= Q l ³ / ( 48 EI)

Для консольной балки

у= Q l ³ / ( 3 EI).

Износостойкость является важнейшим критерием работоспособности трущихся деталей машин. Отметим, что большинство деталей выходит из строя именно из-за износа.

Изнашивание представляет собой постепенное изменение размеров и формы деталей по поверхностям скольжения в результате трения.

Износ влечет за собой потерю точности, уменьшение КПД и снижение прочности вследствие уменьшения сечений, увеличения динамических нагрузок, возрастание шума, иногда полное истирание (тормозные колодки).

Виды износа по мереубывания величины износа

Заедание (задир) – самый опасный вид износа. Результат последовательного разрушения межмолекулярных связей между трущимися поверхностями (частички одного тела отшелушиваются и привариваясь к другому телу.)

Наибольшее сопротивление заеданию оказывают теплостойкие хромоникелевые стали 20Х3НВФА, 16Х3НВФМБ и др. Расчеты на заедание сводятся к проверке температуры в местах контакта или к проверке толщины масляного слоя.

И = k р S /НВ

Уменьшение абразивного износа достигается путем снижения удельного давления, увеличения твердости наружной поверхности тел, смазывания поверхностей контакта, предохранение трущихся поверхностей от попадания пыли защитными уплотнениями.

Адгезионный износ – результат последовательного разрушения межмолекулярных связей между трущимися поверхностями (частички одного тела отшелушиваются от него прилипая к другому с последующим отлипанием от последнего). Наблюдается в клапанах ДВС, воздуходувок и т.п.

Уменьшение абразивного износа достигается путем снижения удельного давления и скорости скольжения а также применением разнородных материалов сталь-чугун, сталь -медь, сталь- пластмасса.

Усталостный износ – усталостное выкашивание – основная причина выхода из строя закрытых зубчатых передач и подшипников качения. Заключается в появлении на рабочих поверхностях небольших углублений типа оспинок, которые развиваясь превращаются в углубления – раковинки.

Мероприятия, повышающие износостойкость:

1. Выбор материала.

В парах скольжения склонных к задиру используют антифрикционные материалы.

Например, в подшипниках скольжения, ходовых резьбах и червячных передачах одну деталь выполняют из стали, а другую – из бронзы.

2. Защита от попадания пыли путем создания надежных уплотнительных устройств.

3. Расчеты на износостойкость предусматривают обеспечение жидкостного трения или же назначение установленных практикой заниженных, по сравнению с прочностными расчетами, допустимых напряжений смятия и скоростей скольжения.