Наименование детали
| Характер работы
| Основной вид повреждения при эксплуатации
| Способ повышения долговечности
|
Болты и шпильки резьбовых соединений, собираемых с предварительной затяжкой и нагружаемых силами, вызывающими переменные напряжения
|
Статические напряжения от предварительной затяжки и переменные напряжения от изменяющихся во время работы нагрузок
| Усталостные изломы, деформации
| Повышение прочности стали, уменьшение концентрации напряжений, уменьшение жесткости болта, уменьшение высотных параметров шероховатости поверхности резьбы болта, накатка резьбы болта и шпильки роликами
|
Гайки и крепежные отверстия под болты и шпильки в корпусных деталях
| Срез резьбы и самоотвинчивание
| Раскатывание резьб и создание гладкорезьбовых соединений
|
Наименование детали
| Характер работы
| Основной вид повреждения при эксплуатации
| Способ повышения долговечности
|
Колеса зубчатых колес
| Изгиб зубьев, деформирования контактного сжатия и сдвига рабочих поверхностей зубьев, трение и удары торцов зубьев зубчатых колес коробок передач при включении скорости
| Излом зуба (усталостный или из-за кратковременной перегрузки), осповидное выкрашивание, изнашивание или пластическое деформирование рабочих поверхностей зубьев, торцевое изнашивание зубьев зубчатых колес коробок передач, заедание зубьев
| Корригирование, улучшение, сплошная или поверхностная закалка зубьев, цементация, азотирование, интроцементация рабочих поверхностей зубьев (стальных зубчатых колес), накатывание, электромеханическая обработка
|
Червяк и червячное колесо червячной подачи
| Скольжение витков червяка по рабочим поверхностям зубьев червячного колеса, изгиб зубьев червячного колеса
| Заедание, изнашивание рабочих поверхностей, пластическое деформирование и излом зубьев червячного колеса
| Корригирование зубьев червячного колеса, уменьшение шероховатости, закалка или цементация рабочих поверхностей витков червяка, накатывание, электромеханическая обработка
|
Звездочки цепных передач
| Удары и трение рабочих поверхностей звездочек об элементы цепи
| Изнашивание рабочих поверхностей зубьев
| Проектирование звездочек с вогнутым профилем зубьев, уменьшение шероховатости, закалка или цементация рабочих поверхностей зубьев, накатывание
|
Валы и оси
| Деформация изгиба и кручения, трение скольжения между цапфой и опорой
| Усталостные изломы, изломы, изнашивание и задиры цапф, заедание
| Уменьшение влияния концентратов напряжений (увеличение радиусов галтелей, исполнение шпоночных канавок с плавным выходом и т.п.), шлифование цапф (тяжелонагруженных валов по всей длине), поверхностный наклеп переходных поверхностей, поверхностная закалка, азотирование, накатывание, вибронакатывание
|
Опоры скольжения (подшипники и подпятники)
| Трение скольжения между цапфой и опорой
| Изнашивание, заедание, усталостные разрушения поверхности трения
| Обеспечение условий жидкостного трения, уве-личение жесткости опоры, высокая точность изготов-ления и малые значения высотных параметров шероховатости рабочей поверхности цапфы, нане-сение на поверхности опор специиальных покрытий для улучшения приработки, виб-рораскатывание, создание избирательного переноса
|
Подшипники качения
| Качение шариков (или роликов) по наружному и внутреннему кольцам
| Излом кольца, разрушение тел качения, изнашивание тел каче-ния и рабочих поверхностей колец, усталостное выкрашивание (осповидное изнашивание) рабо-чих поверхностей элементов подшипника, заедание деталей подшипника
| Обеспечение податливости корпуса в нагруженной части подшипника, раскатывание шариком, алмазное выглаживание
|
| | | | |
Наименование детали
| Характер работы
| Основной вид повреждения при эксплуатации
| Способ повышения долговечности
|
Гильза цилиндра поршневого двигателя внутреннего сгорания
| Механические нагрузки от переменного давления газов, тепловое и коррозионное воздействие газов, трение о поршневые кольца и поршень, коррозионное воздействие охлаждающей жидкости
| Изнашивание внутренней поверхности (зеркала), появление рисок, задиров, овальность в результате изнашивания при неравномерном давлении поршня, трещины, коррозия наружной поверхности гильз и кавитационное разрушение
| Поверхностная (или объемная) закалка и отпуск; покрытие внутренней поверхности тонким слоем пористого хрома или азотирование внутренней поверхности для улучшения прирабатываемости, виброраскатывание, триботехнология. Освинцовывание, оцинкование лаком наружной поверхности, омываемой водой (для предохранения от коррозии)
|
Поршень двигателя внутреннего сгорания
| Механические нагрузки от переменного давления газов и инерционных сил возвратно-поступательного движения поршня, тепловое воздействие газов на днище, трение боковой поверхности о зеркало гильзы
| Изнашивание цилиндрической поверхности, изнашивание и пластическое деформирование кольцевых канавок, изнашивание отверстий в бобышках, прогар головки
| Покрытие боковой поверхности легкоплавкими металлами (свинцом или оловом), фосфотирование, травление кислотой, сульфидирование, закалка с последующим старением поршней из алюминиевого сплава
|
Диски борон и лущильников
| Абразивное воздействие почвы, силовые воздействия препятствий
| Затупление лезвия в результате изнашивание, разработка квадратных отверстий
| Закалка и отпуск до твердости НВ 321 – 415, плакирование лезвия износостойкими материалами
|
Лапы культиваторов
| Абразивное воздействие и давление почвы
| Затупление режущей кромки лезвия в результате изнашивания
| Закалка и отпуск лезвия, наплавка на лезвие твердого сплава
|
Лопасти рабочего колеса гидротурбины
| Кавитационное и коррозионное воздействия среды, изгиб, действие пульсирующего потока вызывающего вибрацию
| Кавитационное разрушение поверхности детали
| Применение материалов или облицовок, стойких против кавитационного разрушения
|
Пальцы звеньев гусениц гусеничного трактора
| Трение без смазочного материала при высо-ких давлениях и ударных нагрузках при наличии абразивного материала и влаги
| Изнашивание в местах трения о проушины (или втулки звеньев гусениц)
| Закалка поверхности при нагреве ТВЧ, борирование
|
Втулки звеньев гусениц гусеничного трактора
| Трение без смазочного материала при высоких давлениях и ударных нагрузках при наличии абразивного материала и влаги
| Изнашивание в местах трения о палец
| Цементация с последующими закалкой и отпуском, дорнование
|
Лемеха плугов
|
Давление пласта почвы, воздействие абразивной среды
| Затупление режущей кромки, затупление носка, образование фаски с тыльной стороны лезвия в результате изнашивания
| Закалка с последующим отпуском лезвия, наплавка на лезвие твердого сплава (сормайта)
|
Отвалы плугов
|
| Поломка крыла и его изнашивание в месте схода пласта почвы
| Цементация и последующая закалка с самоотпуском
|
| | | | |
Наименование детали
| Характер работы
| Основной вид повреждения при эксплуатации
| Способ повышения долговечности
|
Зубчатые колеса коробки передач трактора
| Удары торцов зубьев при включении передачи, изгиб зубьев, контактное сжатие и сдвиг объемов металла, прилежащих к эволь-вентным поверхностям
| Торцевое изнашивание зубьев, поломка зубьев, изнашивание эвольвентных поверхностей зубьев
| Изготовление шестерен с наиболее рациональной (бочкообразной) формой торцов зубьев; цементация или нитроцементация рабочих поверхностей зубьев с последующими закалкой и отпуском
|
Звенья гусениц гусеничных тракторов
| Контактные нагрузки, трение качения с про-скальзыванием о беговую дорожку и боковые поверхности опорных катков, наличие абразивного материала и влаги в зоне трения
| Изнашивание проушин, изнашивание цевок в месте зацепления с ведущим колесом, изнашивание беговой дорожки, усталостные разрушения
| Закалка и отпуск, нормализация и закалка в электролите беговых дорожек, наплавка почвозацепа вольфрамовым чугуном
|
Коленчатый вал
| Периодические нагрузки от давления газов и сил инерции движущихся масс, вызывающие пере-менные напряжения в элементах вала; трение шеек о заливку вкладышей подшипников
| Уменьшение диаметра, оваль-ность и конусность шеек в результате изнашивания, прогиб или усталостный излом в результате несоосности или боль-шого износа коренных подшипников
| Создание овальной формы, поверхностная закалка, азотирование, полирование коренных и шатунных шеек для повышения износостойкости, накатка роликами или обдувка дробью переходных поверхностей (для увеличения выносливости)
|
Клапаны двигателя внутреннего сгорания
| Динамические нагрузки от переменного давления газов и сил упругости пружины; омывание головок выпускных клапанов горячими газами, движущими с большими скоростями
| Изнашивание и пригорание фаски тарелки клапана, изнашивание стержня, деформирование
| Заполнение внутренней полости головки пустотелого выпускного клапана на 50 – 60 % металлическим натрием (для охлаждения клапана); наплавка фаски и головки выпускного клапана со стороны цилиндра твердым сплавом ВК3 или сормайтом (для повышения износостойкости и коррозионной стойкости); объемная закалка и отпуск
|
Поршневое кольцо двигателя внутреннего сгорания
| Нагрев от сопри-косновения с горячими газами; трение о внутреннюю поверхность гильзы при возвратнопосту-пательном движении
| Изнашивание по наружным цилиндрической и торцевой поверхностям, снижение упругости, пригорание
| Оптимизация формы, пористое хромирование одного или двух верхних компрессионных колец; электролитическое лужение или фосфатирование колец (для улучшения прирабатываемости и повышения коррозионной стойкости)
|
Вкладыш шатунных и коренных подшипников коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания
| Переменные по значению давления газов и давления от сил инерции поступательно движущихся и вращающихся масс
| Изнашивание, усталостное выкрашивание или подплавление заливки
| Оптимизация формы, покрытие рабочей поверхности оловом или припоем ПОС-18, виброраскатывание
|
| | | | |
Наименование детали
| Характер работы
| Основной вид повреждения при эксплуатации
| Способ повышения долговечности
|
Лопатки газовых турбин
| Растяжение, изгиб и кручение профильной части и хвостовика под действием центробежных сил и давления газового потока; переменное напряжение от вибрационных нагрузок, термические напряжения, коррозионное и эрозионное действия газовой среды
| Разрушение по профильной части пера или елочному профилю хвостовика, вызванное действием статических и переменных напряжений от термической усталости
| Полирование профиля пера лопатки (корыта, спинки, кромок и радиусов); обкатка роликом, наклепывание легкими ударами поверхностного слоя хвостовика; алитирование или эмалирование поверхностных слоев для защиты от коррозии
|
Зубья ковшей экскаваторов
| Трение об абразивные части грунта, динамические нагрузки при ударах о грунт
| Затупление режущей кромки в результате изнашивания
| Закалка, наплавка твердого сплава (сормайта)
|
| | | | |
При этом решение проблемы повышения долговечности каждого конкретного изделия экономически выгодно решать комплексно - от проектирования и получения заготовки до ее финишной обработки и эксплуатации. А так как практически все разрушения начинаются с поверхности, то это привело к появлению нового учения об инженерии поверхности. Сущность этого учения заключается в разработке теории научно обоснованного определения формы рабочих поверхностей, их геометрических параметров (макроотклонения, волнистости, шероховатости и физико-химических свойств), обеспечивающих экономически целесообразную долговечность и безотказность деталей машин и их соединений, а также технологического создания таких поверхностей, их контроля, наследования и изменения при работе.
Так, научный подход к инженерии поверхности пленкообразующих барабанов и валков определяется необходимостью получения высококачественных полимерных пленок. Качество пленок регламентируется по толщине и малой однородной шероховатостью их поверхностей. В начале эксплуатации барабанов качество пленки зависит от исходного состояния их поверхностного слоя и процесса трения при контакте с расплавом и пленкой. В процессе эксплуатации на качество пленки наряду с перечисленными факторами все большее влияние будут оказывать износ и коррозия рабочих поверхностей барабана, причем не столько величина износа, сколько его неоднородность. Процесс трения, износа и коррозии определяется контактным взаимодействием поверхностных слоев барабана с полимером и окружающей средой.