Физико-механические свойства поверхностных слоев. Контакт идеально-гладких поверхностей.

 

Знание процессов взаимодействия рабочих поверхностей деталей позволяет правильно рассчитать профиль их рабочих поверхностей, подобрать материалы деталей и рациональные режимы приработки.

Рабочая поверхность детали, подвергшейся любой, даже самой качественной, механической обработке, представляет собой совокупность неровностей.

Различают три типа неровностей поверхности: макроотклонения, волнистость и шероховатость.

Макроотклонения – единичные, регулярно не повторяющиеся отклонения поверхности от номинальной формы.

К макроотклонениям относят конусность, выпуклость, вогнутость рабочей поверхности, овальность, огранку и ряд других видов отклонений.

Волнистостью называют совокупность периодических, близких по размерам выступов и впадин. Для волнистости отношение В / Н ≥ 40.

Расстояние между двумя соседними выступами или впадинами называют шагом S волны (рис. 3.1)

Рис. 3.1. Параметры волнистости поверхности

Под шероховатостью понимают совокупность неровностей, шаг которых не превышает 800 мкм, а высота изменяется от 0, 03 до 400 мкм.

Для определения различий между шероховатостью и неровностями других типов установлена так называемая базовая длина.

За базовую длину принимают длину базовой линии, используемую для оп-ределения шага, высоты неровностей и других параметров шероховатости. Размеры базовой длины наиболее часто выбирают равными 0, 25 и 0, 8 мм.

При измерении параметров профиля (рис. 3.3) за линию отсчета принимают так называемую среднюю линию m—m, имеющую форму номинального профиля

 

Рис. 3.3. Профиль рабочей поверхности детали:

а — на базовой длине; б — для одной неровности

 

 

Параметры неровностей поверхностей разделяют:

– на высотные, характеризующие размеры неровностей по нормали к базовой линии отсчета;

–шаговые, характеризующие расстояние между неровностями профиля вдоль базовой линии;

–структурные, характеризующие строение и форму неровностей.

 

К высотным параметрам относятся:

• среднее арифметическое отклонение профиля на базовой длине

у— расстояние между любой точкой профиля и средней линией, измеренное по нормали, проведенной к средней линии через эту точку профиля;

n— число выбранных точек;

• высота неровностей профиля по десяти точкам на базовой длине,

•наибольшая высота неровностей профиля на базовой длине,

Кшаговым параметрам неровностей профиля относят:

•средний шаг неровностей в пределах базовой длины, определяется как длина отрезка средней линии между точками ее пересечения с одноименными сторонами двух соседних местных выступов профиля.

•средний шаг неровностей по вершинам, определяемый как среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по вершинам в пределах базовой длины.

К структурным параметрам неровностей профиля рабочей поверхности детали относят:

• средний радиус r кривизны вершин выступов, определяемое по пяти наиболее высоким выступам в пределах базовой длины;

•средний угол φ наклона неровностей профиля к средней линии в пределах базовой длины);

• опорную длину профиля

•относительную длину профиля на уровне р. Относительная длина есть отношение опорной длины профиля к базовой длине. Обычно выражают в процентах от базовой длины.

Опорная кривая на базовой длине, показывающая закономерность нарастания площади опоры в выбранном сечении при сближении в процессе взаимодействия абсолютно гладкого тела с реальной шероховатой поверхностью, при распределение материала детали по высоте неровностей профиля

где ∆ ℓ р–сумма длин сечений выступов на уровне Р;

n–число пересекаемых выступов;

Аr–площадь сечения выступов на уровне Р;

Ас–контурная площадь поверхности на базовой длине

 

Под качеством поверхности понимают совокупность геометрических параметров, физических свойств поверхностного слоя материала и механических свойств, из которого изготовлена деталь.

Геометрические параметры характеризуются макрогеометрией, волнистостью, шероховатостью и направлением следов обработки (штрихов). Н - макронеровности (овал, конус, бочкообразность и др.).

 

Рис. 13 - Макро- и микронеровности на обработанной поверхности: Н - высота волн; Нм - микронеровности, шероховатости; L - шаг волны неровностей

Количественная оценка шероховатости поверхности на базовой длине ℓ устанавливает шесть основных параметров (рис. 14): Ra–cреднеарифметическое отклонение профиля; Rz –высота неровностей профиля по десяти точкам; Rmax –наибольшая высота неровностей профиля; Smi –средний шаг неровностей; Sj –средний шаг неровностей по вершинам; tpi –относительная опорная длина профиля, где р значение уровня сечения профиля.

Физические свойства определяются структурой, микротвердостью, глубиной наклепа, остаточными напряжениями, теплостойкостью, взаимодействием со смазкой, химическим сродством с кислородом.

Стандарты определяют макрогеометрию, шероховатость и твердость поверхности и в некоторых случаях направление следов обработки. От макрогеометрии зависит правильность относительного расположения и перемещения сопрягаемых поверхностей деталей.

Волнистость и направление следов обработки хотя и оказывает влияние на износостойкость деталей, однако они менее значительны по сравнению с шероховатостью.

Анализ идеально-гладких поверхностей. Повышенная шероховатость поверхности снижает интенсивность изнашивания. Однако, определенным условиям работы должна соответствовать своя, оптимальная чистота поверхности (рис. 15).

При тяжелых условиях работы кривая 2 смещается вправо. В этом случае требуется пониженная чистота поверхности.

При легких условиях работы требуется высокая чистота поверхности, кривая 1 смещена влево.

Рисунок 15 - Схема зависимости износа от микронеровности поверхности

Точки O1 и О2 характеризуют оптимальную чистоту поверхности, при которой износ деталей в легких и тяжелых условиях работы является минимальным.

Окружающая среда оказывает значительное влияние на износостойкость деталей машин, работающих в самых разнообразных условиях: повышенная влажность; колебания температуры; запыленность воздуха и др.

Смазка трущихся поверхностей имеет существенное значение для повышения износостойкости деталей.

Правильный выбор смазки и непрерывная ее подача в зону трения обеспечивает устойчивую и нормальную работу сопряжений. Смазка должна соответствовать заданным условиям работы машины.

 

Механические свойства

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Cистемы зажигания двигателей внутреннего сгорания, контактная сеть электротранспорта, щеточно-контактный аппарат вращающихся электрических машин и т. п..
2. Cистемы зажигания двигателей внутреннего сгорания, контактная сеть электротранспорта, щеточно–контактный аппарат вращающихся электрических машин и т. п..
3. АСМ – контактный метод рассогласования
4. Атомно-молекулярное взаимодействие поверхностей. Оценка химического, молекулярного и электростатического взаимодействия и сопротивления движению.
5. Бесконтактный двигатель постоянного тока
6. Блокировочные контакты ПК-162А
7. Блокировочные контакты ПК-163А, ПК-162А
8. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕКУЧИХ ВОД
9. Должна ли применяться постконтактная профилактика в случаях непрофессионального риска?
10. Дребезг контактов клавиатуры.
11. Другие влияния в эпизодах контакта
12. Если при остановке лифта сначала отключается выходной контактор при еще неостановившемся двигателе, а только потом отключается контактор тормоза, необходимо уменьшить параметр STA.