Пара трения: вал - зубчатая муфта
Нагруженность пары трения
Контурное давление, возникающее в паре трения: вал - зубчатая муфта определяется по формуле:
, (3.7)
где Dн – величина натяга, м;
d – диаметр вала, м.
Величина контурного давления для минимального натяга Dн.min = 3 мкм определяется по формуле:
, (3.8)
(3.9)
где d2 – наружный диаметр ступицы, м;
d – диаметр вала, м;
Е – модуль упругости, МПа (для стали Е = 2,1 × 105 МПа).
Тогда
Величину контурного давления для максимального натяга Dн.max = 68 мкм:
Возможный вид изнашивания
Так как данное сопряжение в паре трения высоко нагружено, то необходимо сделать проверку на реализацию внешнего трения. Для этого должно соблюдаться условие:
, (3.10)
где НВ – твердость по Бринеллю менее твердого тела, МПа;
D- комплексная характеристика шероховатости.
, (3.11)
где t0 и b фрикционные характеристики определяются по таблице [9];
Рс – контурное давление, МПа.
Условие внешнего трения выглядит следующим образом:
,
В данном случае Рс min = 2,14 МПа, то есть необходимое условие внешнего трения выполняется.
Наиболее характерным видом износа в данном случае является фреттинг-коррозия. Этот вид износа наиболее распространен на посадочных поверхностях полумуфт, зубчатых колес, подшипников качения, в деталях кривошипно–шатунных механизмов.
На интенсивность процесса изнашивания существенное влияние оказывает количество циклов нагружения.
Характерным признаком процесса фреттинг-коррозии в подвижных соединениях являются наличие темных полос по границам сопряжения. В соединениях с натягом в месте контакта появляются продукты окисления от светло-красно-коричневого до темно-коричневого цвета.
Обоснование и выбор материала вала и муфты.
Предотвратить или замедлить развитие процесса фреттинг-коррозии можно путем повышения твердости одной из деталей.
Так как вал передает большой крутящий момент, то для него целесообразно выбрать материал с лучшими механическими свойствами, чем для муфты.
В соответствии с данным видом изнашивания для вала выбирается материал сталь 40ХН, sв = 120 МПа, sт = 95 МПа, HRC = 50.
Материал муфты – сталь 45, sв = 120 МПа, sт = 95 МПа, HRC = 48.
Упрочняющая обработка
Повышение твердости достигается применением термической обработки улучшения (закалка с высоким отпуском). Ожидаемые механические свойства после термической обработки sв = 140 МПа, sт = 115 МПа, HRC = 55.
Смазочный материал
Для замедления фреттинг-коррозии применяется смазочный материал с противоизносными присадками. В данном случае жидкую смазку применять нельзя, поэтому применяется пластическая смазка, закладываемая в муфту. Муфта смазывается при каждом ремонте.
Появление и применение систем впрыска в авиации
Карбюраторные системы для работы под углом к горизонту необходимо дополнять множеством устройств, либо применять специально спроектированные карбюраторы. Инжекторная система питания авиационных двигателей — удобная альтернатива карбюраторной, так как инжекционной системе впрыска в силу конструкции ...
Транспортный самолет Ан-124 «Руслан»
Самолеты Ан-124 – это семейство уникальных транспортных самолетов, которые по дальности полета, максимальной грузоподъемности и габаритом грузовой кабины не имеют аналогов в мире. Самолеты семейства Ан-124, интенсивно выполняя перевозки тяжелых и уникальных грузов по всему миру, изменили философию ...
Обоснование
экономической эффективности введения светофорного регулирования на перекрестке
Определение затрат, связанных с потерей времени транспортными средствами на нерегулируемом перекрестке (6.1) где - потери времени за год транспортными средствами на нерегулируемом перекрестке; - стоимость часа простоя автомобиля i-й категории; - доля автомобилей i-й категории в транспортном потоке. ...