В годы независимости Республики Узбекистан, благодаря экономическим реформам проводимых по инициативе первого Президента РУз. И. Каримова, достигнута зерновая, топливно-энергетическая, автомобильная независимость страны. По программе локализации [1] осваиваются новейшие технологии и производства различных сложных частей машин, механизмов и оборудования, ранее импортируемые из-за рубежа. В этих условиях разработка методов дальнейшего повышения их ресурса является особенно актуальным и решение этих задач позволяет прочно занять достойное место на мировом рынке.
Прогнозирование надёжности и долговечности работы механических систем и создание методов расчёта на износ различных сопряжений возможны только на основе оценка изменения параметров узла трения в результате изнашивания рабочих поверхностей в конкретных условиях эксплуатации машины.
Многочисленные исследования показывают, что до 70–80 % отказов машин происходит из-за износа узлов трения. В нашей стране на ремонт машин и оборудования, ежегодно расходуются много денег, выпускаются огромное количество запасных частей, на ремонт работает большой парк станочного оборудования, в сферу ремонта и обслуживания машин втягивается всё больше людей.
Эксплуатации техники в климатических условиях республик Средней Азии, характеризуемых обилием света и тепла, сильными ветрами и пыльными бурями, низкой влажностью воздуха с высокой плюсовой температурой, приводит к резкому – 1,5–2 раза по сравнению с зоной умеренного климата – снижению работоспособности машин и механизмов.
В зоне жаркого климата машины работают при высоких температурах, интенсивной солнечной радиации, пыльных буранах, низкой относительной влажности воздуха и большой его запыленности. В запыленном воздухе размер частиц пыли колеблется в широких пределах – от <0,005 до 0,6 мм и более, пыль содержит до 80–95 % кварца и окисей алюминия, кальция, железа. Срок службы машин в таких условиях резко сокращается, интенсивность изнашивания деталей увеличивается в 2–10 раз, причем ~80 % их выбывает из строя вследствие абразивного износа.
Высокая износостойкость быстро изнашивающихся деталей — залог обеспечения надежности и долговечности машин.
Один из (способов повышения износостойкости деталей — подбор материалов, из которых они изготавливаются. Однако, применяя данный метод, можно лишь снизить скорость изнашивания, но не управлять самим процессом и, что особенно важно, теми изменениями состояния и работоспособности деталей, которые он вызывает. Кроме того, метод не всегда экономически оправдан из-за дефицитности материалов, сложности перестройки технологического процесса, а также из-за, необходимости проводить многочисленные дорогостоящие эксперименты.
Увеличение долговечности трущихся деталей машин немыслимо без применения методов расчёта на износ, в которых учитываются физико-механические характеристики материалов трущихся тел, режимы работы узла трения (нагрузка, скорость), внешние условия трения (окружающая среда, температура, смазка) а также конструктивные особенности. [2]. С помощью этих методов можно: выбирать оптимальные конструктивные параметры деталей, обеспечивающие минимальную скорость изнашивания; устанавливать предельный износ деталей; подбирать типоразмеры унифицированных элементов, износостойкие материалы и методы упрочнения; обеспечивать равностойкость узла или детали с несколькими изнашивающимися поверхностями; обосновывать физико-механические свойства материала; давать сравнительную оценку сроков службы деталей (узлов) нескольких вариантов конструкций машин; прогнозировать сроки службы деталей по результатам кратковременных стендовых или эксплуатационных испытаний [3].
Ценность метода еще и в том, что, основываясь на расчетных данных, уже при конструировании можно гарантировать высокую износостойкость деталей. Однако данный метод не учитывает влияния на износ конструктивных факторов и изменения скорости изнашивания с увеличением износа, т. е. динамику изнашивания.
Закон изнашивания материалов должен выражать в аналитической форме зависимость износа (или скорости износа) от (многочисленных факторов (все эти закономерности необходимо описывать во времени). Желательно, получать более общие закономерности, но и зависимости, охватывающие лишь некоторый диапазон условий изнашивания и выраженные в аналитической форме, позволяют решать многие вопросы расчета и прогнозирования изделий [2].
Долговечность работы узлов зависит от конструктивного решения, технологии изготовления их деталей, а также от соблюдения условий и правил технической эксплуатации машин.
Существуют три основных способа повышения износостойкости деталей машин — конструктивный, технологический и эксплуатационный. Первый из них предполагает использование различных систем масляных и воздушных фильтров, обеспечивающих очистку воздуха и масла, которые поступают к поверхностям сопрягаемых деталей узлов и устройств, задерживающих абразивные частицы. Второй способ включает применение специальных материалов, упрочняющую обработку поверхностей трения, наплавку на поверхности твердых сплавов, выбор правильного сочетания твердостей материалов деталей пары трения. Применение третьего способа позволяет устранить попадание абразивных частиц в топливо-смазочные материалы во время их хранения, транспортировки и заливки в баки машин, а также эксплуатировать машины согласно техническим требованиям, предписываемым заводом-изготовителем.
Литература:
- Постановление КМ РУз от 27.07.2009 г. № 214 «О дополнительных мерах по расширению локализации производства машиностроительного оборудования и оснастки, машин и агрегатов для малых предприятий, мини-технологий по переработке сельскохозяйственного и минерального сырья на 2009–2012 годы».
- Икрамов У. Механизм и природа абразивного изнашивания. Ташкент: Фан. – 1979.
- Икрамов У., Левитин М. А. Основы трибоники. Ташкент: Ўкитувчи. – 1984.
