Ограничения на шероховатость поверхности

[Munin]

statistonline в сообщении #1028369 писал(а):

Если нужны примеры негативного влияния снижения шероховатости, то могу посоветовать посмотреть книгу Комбалова В.С. "Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ", где, например, указан случай поиска оптимальной шероховатости зеркала цилиндра и ее влияние на износ поршневых колец. Оказывается, что существует минимум на кривой "Шероховатость-Коэффициент трения", указывающий на существование такого оптимального значения шероховатости.

Спасибо! Но это что касается трения. А что там насчёт износа? Не могли бы вы сказать буквально пару фраз, резюмирующих эту книгу?

[grizzly]

Munin в сообщении #1028515 писал(а):

А что там насчёт износа? Не могли бы вы сказать буквально пару фраз, резюмирующих эту книгу?

Попытаюсь я сказать пару слов, а statistonline меня поправит при необходимости. По сути можно обойтись одной цитатой:

Цитата:

Кривая зависимости износа поршневого кольца от класса чистоты обработки цилиндра имеет минимум. При этом установлено, что наибольшая износостойкость кольца будет в том случае, когда чистота обработки поверхности зеркала соответствует $\nabla 9$.

Здесь $\nabla 9$, если не ошибаюсь, обозначает класс шероховатости (из 14 имевшихся в стандартах тех времён).

Вся книга посвящена изучению этих и подобных зависимостей для самых разных пар сопрягаемых материалов в разных условиях работы (а также при разных условиях смазки).

PS. Ещё можно вспомнить про коррозионную стойкость, которая немного сдвигает, я думаю, оптимальный выбор в сторону лучшей обработки.

[ГАЗ-67]

Мне кажется , что причина прихватывания поверхностей кроется в поверхностном натяжении . При очень чистых поверхностях слой смазки уменьшается до такой степени , что начинают взаимодействовать приповерхностные слои .

[grizzly]

ГАЗ-67
При расчёте коэффициентов трения в формулах учитывают 2 принципиально разные составляющие -- молекулярное (адгезия и прихватывание) и механическое взаимодействие. При этом изменение этих составляющих при разных условиях бывает весьма контринтуитивным. Так при беглом просмотре литературы мне запомнилось из одной статьи, что при определённом качестве обработки поверхностей увеличение загрузки ж/д вагона может привести к уменьшению коэффициента трения в паре "колёса--рельсы".

[ura_sim]

grizzly в сообщении #1026281 писал(а):

может ли чрезмерное повышение качества шероховатости быть опасным в случае подшипников качения,

По причине закрытия моего комментария, относительно практической первоосновы выбора класса шероховатости пишу, доходчиво и подробно.
Исхожу из следующего:
- как и в подшипниках скольжения, так и в подшипниках качения надёжность и долговечность работы узла, прежде всего зависит от наличия устойчивого масляного клина;
- основной износ тел качения (скольжения) происходит в момент пуска агрегата, когда масляный зазор не сформировался;
- после пуска на работоспособность влияют фактор нестабильных нагрузок, частотные резонансы, перегрев , абразивное разрушение продуктами износа и потеря свойств смазки.
Отсюда:
- увеличение класса шероховатости приводит к уменьшению тех лопастей, которые как насос нагнетают смазку в зазор статора-ротора (тела качения - обойм подшипника). Тем самым увеличивается время формирования масляного клина , на котором ротор (тело качения) всплывает, и как следствие увеличивается время разрушающего контакта деталей.
Следовательно:
- когда агрегат имеет частые пуски - остановки, больший класс шероховатости способствует большему износу. Всплытие продолжительней;
- когда агрегат в работе не кратковременен, повышенный класс шероховатости уменьшает абразивный износ.

-- 02.07.2015, 23:40 --

statistonline в сообщении #1028262 писал(а):

Насколько я понимаю, в золотниковых парах зазоры по сопрягаемым поверхностям достигают 4- 8 мкм

Насколько я знаю, окромя селективной подборки там ещё ничего не придумали.

-- 02.07.2015, 23:56 --

grizzly в сообщении #1028198 писал(а):

И всё. Этой информации недостаточно даже чтобы просто догадаться поискать в этом направлении.

Насколько помню в начале 90-х вопрос шероховатости при комплектации шпиндельных узлов затрагивался Эльяновым В.Д. в ВНИИПП.

[ppk]

grizzly в сообщении #1026281 писал(а):

В давние студенческие времена, изучая всякие допуски и посадки, услышал от лектора историю о якобы имевших место случаях авиакатастроф, связанных с достижением слишком высокого качества шероховатости поверхности в каких-то подшипниках (которые из-за этого заклинивали, спаиваясь на ходу). И что ограничения на класс шероховатости в таких случаях вводится с двух сторон. Теперь думаю, что это не более чем легенда, но всё же любопытен теоретический вопрос -- может ли чрезмерное повышение качества шероховатости быть опасным в случае подшипников качения, например.
В англовики нашёл только один пример в виде исключения, когда качество шероховатости имеет двусторонние ограничения. Но он совсем не из этой серии.

Кроме теоретических рассуждений, на практике есть еще и такой нюанс: как технологически обеспечена шероховатость поверхности. Т.к. есть опасность возникновения прижогов материала деталей при шлифовании, то необходимо учитывать и вытекающими из этого негативные последствия... Интересующимся могу рекомендовать справочник Вулгакова "Авиационные зубчатые передачи и редукторы".

[statistonline]

ura_sim в сообщении #1032961 писал(а):

Насколько я знаю, окромя селективной подборки там ещё ничего не придумали.

А разве суперфинишем их не доводят?

[Xey]

В последнее время много разговоров о смазке "молибденом", порошком соединения молибдена. Хорошо держится на поверхностях, сильно снижает трение и износ. Почему именно молибден, в чем тут суть, и как в этом случае влияет обработка поверхностей ?

[statistonline]

Вроде не только в последнее время. Разработка старая, еще 30-х годов. Но тогда не было технологии удаления микрозерен кварцита из дисульфида молибдена, на основе которого смазку и пытались делать, поэтому износ был будь здоров! Где-то к концу 60-х научились удалять кварцит практически полностью. А смазка отлична тем, что имеет слоистую структуру, до нескольких тысяч слоев на 5-10 мкм. Плюс адгезия к металлу у нее хорошая, выше чем у того же графита, поэтому пленка держится устойчиво даже при нагрузках, где графитовые смазки сползают.