Конструктивный и эксплуатационный анализ нагружения поверхностей детали и сборочной единицы при ее работе

При выполнении этого раздела необходимо ознакомиться с конструкцией узла и агрегата, в котором установлена деталь.

В пояснительной записке следует представить рисунок или схему, показывающие место положение изучаемой детали в узле, а также функции этой детали в агрегате или узле (крутящий момент, изгибающие нагрузки, направление усилий). При этом на рисунке или I схеме функции детали могут быть отражены в произвольной форме (подчеркиванием, выносными линиями и описанием функций).

Все ранее выявленные изнашиваемые поверхностидетали также должны быть отраже­ны в этом анализе.

На основе знаний, полученных при изучениидисциплин «Двигатели внутреннего сго­рания» и «Расчет и конструирование автотранспортных средств», в пояснительной записке необходимо привести расчетные схемы и методики расчета усилий, приходящихся на изна­шиваемые поверхности. При этом обязательно указать вид нагружения и рассчитанные оценки средних и пиковых нагрузок, влияющих на износ или разрушение деталей.

Пример. Рассмотрим валик ведущих шестерен масляного насоса автомобиля КамАЗ.

Валик ведущих шестерен масляного насоса автомобиля КамАЗ передает крутящий мо­мент М_п от ведомой шестерни нагнетающей секции и на ведущую шестерню радиаторной секции насоса. При работе насоса вал испытывает скручивание от передаваемого момента и моментов сопротивления шестерен нагнетающей М_ж и радиаторной М_рс секций. Валик за­креплен от радиальных перемещений двумя втулками.

В соответствии с вышеизложенным можно предположить, что валик ведущих шестерен масляного насоса будет изнашиваться в зоне подшипников скольжения (втулок), а также износу будут подвержены места крепления шестерен (по диаметру вала) и шпоночные пазы.

На рис. 3 представлены все сопряжения валика с другими составными частями насоса, в результате которых появляется износ.

Износ шпоночных пазов возникает в результате пластической деформации краев паза - происходит снятие металла под действием постоянно приложенных моментов (при работе насоса) от зубчатых колес и шестерни насоса (рис. 4).

Износ поверхностей под подшипниками скольжения происходит вследствие возникно­вения трения между втулкой и валиком — наблюдается выработка поверхности валика под действием длительного фрикционного износа.

Сила трения в этом сопряжении зависит главным образом от реакций в опорах (под­шипниках вала).

Износ сопряжений «валик — шестерня» («валик — зубчатое колесо») возникает под влиянием давления, оказываемого посадкой шестерни или зубчатого колеса на поверхность валика — происходит смятие валика с образованием эллипсности и нарушением цилиндричности шеек валика.

Зная сопряжения валика с другими частями насоса, можно выделить силы и моменты, действующие на валик. В соответствии с распределением сил можно наметить характерные места износа валика ведущих шестерен (рис. 5).

В пояснительной записке должно быть подробно проанализировано не менее двух из­нашиваемых поверхностей с расчетом всех необходимых параметров.

Далее необходимо выявить, как минимум, одну размерную сборочную цепь, элементом которой является изнашиваемая поверхность анализируемой детали. Здесь следует только составить перечень деталей, входящих в размерную цепь, и указать поверхности, в нее вхо­дящие. В пояснительной записке это можно отразить в табличной форме. Для примера воспользуемся узлом «малый масляный насос ГМП ЛиАЗ-677» (рис. 6, табл. 2).

Таблица 2

Структура размерной цепи, определяющей торцевой зазор

между крышкой корпуса и шестернёй

Наименование детали	Наименование поверхности	Размерные параметры
1. Корпус малого масляного насоса	Рабочая внутренняя поверхность – основание (размер гнёзд шестерён по высоте)
2. Шестерня малого масляного насоса	Торцевая поверхность
3. Торцевой зазор	Зазор между крышкой насоса и шестернёй

Раздел должен обязательно заканчиваться выводом, в котором должны быть отражены наиболее характерные нагрузки (вид, максимальные величины) для анализируемой поверхности.