3.1.3. Влияние шероховатости на эксплуатационные свойства деталей машин

Увеличение высоты, шага и заостренности неровностей ухудшает эксплуатационные свойства деталей:

1. Увеличивается величина приработочного износа. На износ влияет форма микронеровностей и их направление. Островершинные неровности изнашиваются быстрее плосковершинных;

2. Снижается усталостная прочность деталей, особенно работающих при знакопеременных и ударных нагрузках, т.к. впадины микропрофиля влияют на концентрацию напряжений и образование усталостных трещин;

3. Уменьшается контактная жесткость и герметичность соединения из-за уменьшения фактической площади контакта;

4. При запрессовке деталей микронеровности сминаются и сдвигаются, ослабляя натяг в соединении и надежность его работы. Это значительно менее заметно при сборке соединения с тепловым воздействием;

5. Коррозия деталей в атмосферных условиях возникает легче и идет быстрее на грубо обработанных поверхностях. Коррозионная стойкость несколько выше при закругленных впадинах микронеровностей;

6. При работе в условиях жидкой среды способствует кавитационному разрушению;

7. Уменьшается электропроводность и теплопроводность стыков;

8. Ухудшаются условия измерения деталей и заготовок;

9. Увеличивается погрешность установки при обработке;

10. Уменьшается прочность клееных соединений;

11. Ухудшается товарный вид.

Шероховатость также влияет на отражательную и поглощающую способность поверхностей, их загрязняемость, сопротивление протеканию жидкостей и газов, величину к.п.д. передачи и др.

Шероховатость целесообразно снижать до определенного предела, т.к. должно обеспечиваться удержание слоя смазки между трущимися поверхностями.

Точность и шероховатость поверхностей связаны между собой: обычно высота неровностей составляет 0,05…0,2 допуска на размер. При более точных размерах и посадках движения берутся меньшие соотношения, при более грубых и при прессовых посадках – большие.

3.2. Волнистость поверхности

Волнистостью называется совокупность периодически чередующихся неровностей с относительно большим шагом, превышающим принимаемую при измерении базовую длину.

Параметрами волнистости являются (рис. 3.4):

1. Высота волнистости - среднее арифметическое из пяти ее значений, определенных на длине участка измерения, равной не менее пяти действительным наибольшим шагамволнистости

, (3.8)

= 0,1…200 мкм.

2. Наибольшая высота волнистости- расстояние между наивысшей и наинизшей точками измеренного профиля в пределах длины, измеренное на одной полной волне.

3. Средний шаг волнистости- среднее арифметическое значение длин отрезков средней линии, ограниченных точками их пересечения с соседними участкамипрофиля волнистости

Рис. 3.4. Волнистость поверхности

. (3.9)

Положение средней линии определяется так же, как и положение средней линии профиляшероховатости.

Форма волны зависит от причин, которые вызывают волнистость поверхности:

- вибрации технологической системы с относительно малой частотой колебаний и большой амплитудой;

- неточность установки режущего инструмента (биение шлифовальных кругов и фрез);

- погрешности в передачах станков (зубчатых колес);

- обработка с применением систем автоматического регулирования;

- обработка широкими резцами;

- копирование неровностей заготовки;

- действие остаточных напряжений в нежестких заготовках.

Уменьшение волнистости связано с устранением причин ее вызывающих.

Волнистость поверхности отрицательно влияет на эксплуатационные свойства деталей:

- увеличивается скорость изнашивания и снижается долговечность трущихся поверхностей;

- уменьшается площадь контакта сопряженных поверхностей и контактная жесткость;

- снижается герметичность соединения;

- снижается к.п.д. передачи из-за увеличения силы трения;

- ослабляется натяг в соединениях и, следовательно, их прочность;

- ухудшается внешний вид.