Основы конструирования

электронный учебно-методический комплекс

Назад | На главную | Содержание | Поиск на странице | Печать | E-mail | Далее

5.2. Влияние шероховатости на эксплуатационные свойства деталей машин

Как указывалось выше, шероховатость обработанной поверхности существенно влияет на эксплуатационные свойства деталей машин.

Необходимо отметить, что не во всех случаях чисто обработанная поверхность является наиболее износоустойчивой, так как удержание смазки на поверхностях деталей при различных условиях трения (в зависимости то нагрузки, скорости, материала сопрягаемых деталей и др.) зависит от микрогеометрии поверхностей. Поэтому в зависимости от конкретных условий трения устанавливают оптимальную шероховатость поверхности.

На износоустойчивость поверхности влияет сопротивляемость поверхностного слоя против разрушения, а также макрогеометрические отклонения, то есть отклонения от геометрической формы, которые приводят к неравномерному износу отдельных участков.

Волнистость приводит к увеличению удельного давления, так как трущиеся поверхности соприкасаются с выступами волн. То же явление бывает и при микронеровностях поверхностей, причём выступы микронеровностей могут деформироваться – сминаться или даже срезаться при движении одной трущейся поверхности относительно другой. Вершины микронеровностей могут вызывать разрывы масляной плёнки, вследствие чего в местах разрывов создаётся сухое трение.

Во многих случаях прочность деталей машин зависит также от чистоты обработки. Установлено, что наличие рисок, глубоких и острых царапин создаёт очаги концентрации внутренних напряжений, которые в дальнейшем приводят к разрушению детали.

Такими очагами могут являться также впадины между гребешками микронеровностей. Это не относится к деталям, изготовляемым из чугунов и цветных сплавов, в которых концентрация напряжений возможна в меньшей степени.

Прочность прессовых соединений также зависит от шероховатости поверхности и особенно от высоты микронеровностей. При запрессовке одной детали в другую фактическая величина натяга зависит от шероховатости поверхности и отличается от величины натяга при запрессовке деталей с гладкими поверхностями для тех же диаметров.

От шероховатости поверхности зависит также устойчивость поверхности против коррозии. Чем выше класс чистоты поверхности, тем меньше площадь соприкосновения с корродирующей средой, тем меньше влияние среды. Чем глубже впадины микронеровностей и чем резче они очерчены, тем больше разрушающее действие коррозии, направленное в глубь металла.

В таблице 6.3 приведены эксплуатационные факторы деталей машин в зависимости от состояния поверхности (знаком «+» обозначено состояние поверхности при различных эксплуатационных факторах).

Таблица 6.3 - Факторы эксплуатационной характеристики деталей машин в зависимости от состояния поверхности

Состояние поверхности	Износо- устой- чивость	Усталост- ная проч- ность	Проч- ность прес- совых соединений	Коррози- онная устой- чивость	Эрози- онная устой- чивость	Умень- шение концен- трации напря- жений
Микрогеометрия Волнистость и направление штрихов Макрогеометрия Наклёп	+ + + +	+ – – +	+ + – +	+ – – +	+ – – +	+ – + –

Практикой и исследованиями определены взаимосвязи между видами обработки и шероховатостью поверхности. Так, например, установлено, что средняя высота неровностей не должна превышать (10 … 25) % от допуска на обработку. Это позволило установить достижимую чистоту поверхностей для различных видов обработки, а с учётом затрат, необходимых для достижения заданной чистоты, не превышающих затрат при любом другом способе обработки, и экономически достижимую чистоту поверхности.