Задач Определить показатели долговечности механического соединения.
Условие задачи. Определить полный и остаточный ресурс соединения, а также допустимый и предельный износ (размеры) деталей и соответствующих зазоров соединения, учитывая при этом вероятность рассеивания значений ресурсов. Построить схему изнашивания деталей этого соединения в зависимости от наработки.
Методика выполнения задачи.
Методику расчета указанных показателей долговечности соединения тракторного двигателя рассмотрим на следующем примере.
Пользуясь техническими условиями на дефектацию соединения и его деталей (приложение ) ознакомится с размерами деталей; с начальным, допустимым и предельным зазорами соединения. Данные значений занести в таблицу 4.
Таблица 4.
Данные из технических требований на капитальный ремонт узлов дизельных ДВС.
Название деталей соединения |
Размер по чертежу, мм |
Зазоры в соединении, мм |
Средняя скорость изнашивния деталей, мм/мото-ч |
Межремонтная нарабока, мото.-ч. |
||
начальный |
допустимый |
предельный |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Втулка ведомой шестерни Палец ведомой шестерни |
0,030 0,072 |
0,14 |
0,25 |
2,2 10-5 1,2 10-5 |
3200 |
Методика подсчета значений допустимого без ремонта Идр и предельного Ипр износов, средней скорости изнашивания Vc и полного ресурса Тсп соединения наиболее обстоятельно изложена в тут.
Дальнейшие расчеты нашего соединения проведены с использованием линейной зависимости средних износов деталей и их соединений от наработки. Для решения нашей задачи используем следующие уравнения:
Идр = Sдп - Sнmax ;
Ипр = Sпр - Sнvax ;
Vc = Vд1 + Vд2 ;
Тсп = Ипр / Vc ;
где Sнmax-максимальный начальный зазор в соединении, мм; Sдп –допустимый зазор в соединении, мм; Sпр –предельный зазор в соединении, мм;
Vд1 и Vд2 –соответственно, средняя скорость изнашивания первой (втулки) и второй (пальца) деталей соединения, мм/мото-ч.
Для рассматриваемого примера с использованием данных из таблицы 4 вычисляем:
Идр = 0,140 – 0,072 = 0,068 мм;
Ипр = 0,250 – 0,072 = 0,178 мм;
Vс = 2,2 10-5 + 1,2 10-5 = 3,4 10-5 мм/мото-ч;
Тсп = 0,178 / 3,4 10-5 = 5235 мото-ч.
Полученные расчетные значения Vc и Тсп нужно рассматриватькак средние из-за возможных отклонений, прежде всего, вследствие нестабильности условий эксплуатации сельскохозяйственной техники.
Предельные износы деталей соединения определяем следующим образом:
Допустимые износы деталей соединения при заданном значении межремонтной наработки Тмр= 3200 мото-ч составят:
Идр вт = Ипр вт – Тмр Vвт = 0,115 – 3200 2,2 10-5 = 0,045 мм;
Идр пл = Ипр пл – Тмр Vпл = 0,063 – 3200 1,2 10-5 = 0,025 мм.
Тогда допустимые без ремонта размеры деталей соединения в месте их наибольшего износа определяются следующим образом:
для втулки:
Dдр = Dmax + Идр вт = 18,06 = 0,045 = 18,105 мм:
для пальца:
dдр = dmin – Идр пл = 17,988 – 0,025 = 17,963 мм
При этом наибольший предельный размер втулки Dmax , и наименьший предельный размер вала dmin определяются, как:
dmin = d + ei = 18 + (-0,012) = 17,988 мм;
Dmax = D + ES = 18 + 0,060 = 18,060 мм;
где D и. d соответственно, номинальный размер втулки и пальца, значения которых даны в таблице 4.
В заключении вычерчивается схема изнашивания деталей соединения в зависимости от наработки с обозначением полного и остаточного ресурса, допустимых и предельных износов (размеров) деталей, а также зазоров соединения выполняют пользуясь полученными расчетными значениями.
График изнашивания соединения выполняют в координатах: по оси абсцисс – наработка (ресурс) в мото-часах, по оси ординат – величина износа (размеры) в мм., в такой последовательности:
1.Выбирают масштабы наработки и износов.
2.На оси ординат при наработке «ноль» откладывают величину наибольшего начального зазора: максимальный допуск отверстия над осью абсцисс ; минимальный допуск вала – под осью абсцисс (точки 1 и 1а).
3.Отметив на оси абсцисс величину полного ресурса (наработка до измерения), наносят точки 3 и 3а (2 и 2а), характеризующие величину предельного износа (износ на момент измерения).
4.Соединяют нанесенные точки 1-3 и 1а-3а (1-2-3, 1а-2а-3а) прямыми линиями.
3.Аналогично наносят другие расчетные данные.
При заданной межремонтной наработке по графику определяют: скорость изнашивания отверстия и вала, допустимые без ремонта износы деталей соединения. Определенные по графику значения сравнить с расчетными. Результаты сравнения поместить в таблицу 5
Таблица 5
Сравнительные результаты определения показателей долговечности механического соединения.
Параметр, размерность |
Значение параметра расчетное |
Значение параметра определенное по графику. |
1 |
2 |
3 |
Скорость изнашивания отверстия |
||
Скорость изнашивания вала |
||
Допустимый износ отверстия |
||
Допустимый износ вала |