Повышение сроков службы машин современных конструкций достигается машиностроительными заводами внедрением новейшей техники как в область конструирования отдельных узлов, так и в область технологии производства этих узлов. Особое значение в этом отношении имеет широкое применение таких передовых достижений техники, как токи высокой частоты, газовая цементация, износостойкие покрытия и ряд других. Мероприятия по поддержанию в постоянной технической готовности машин должны основываться па научных положениях, определяющих безаварийный достаточно длительный срок службы машин. Для того чтобы выяснить, какие факторы, зависящие от условий эксплуатации, ухода и ремонта, определяют срок службы машин, вернемся к кривой нарастания износа пары работающих деталей, показанной на рис. 1. Приведенная там же зависимость (1) показывает, что межремонтный срок службы сопряжения равен: Рассмотрим способы уменьшения знаменателя. Повышение срока службы машин путем уменьшения износа в процессе эксплуатации и есть задача уменьшения знаменателя. Для того чтобы выяснить, какие практические вопросы вытекают из этой комплексной задачи, обратимся к основному уравнению теории смазки, характеризующему работу полностью смазанной пары: Зависимость (103) показывает, что весь комплекс вопросов, связанных с уменьшением износа пары, в общем сводится к тому, чтобы не допускать резкого снижения толщины смазочного слоя, т. е. не допускать разрыва смазочной пленки, а случаи неизбежного разрыва пленки сводить к минимуму по числу и продолжительности. Мероприятия, направленные к снижению износа машин в процессе их эксплуатации. Разработка и внедрение в практику режимов приработки в процессе начальной эксплуатации новых и отремонтированных машин и правильных методов испытания этих машин. Полная приработка, например, карбюраторного двигателя, заканчивается примерно через 30—40 часов работы. Особенно интенсивно этот процесс протекает в первые 3 часа работы, поэтому важно, чтобы эта первая приработка проходила под квалифицированным контролем ремонтных предприятий. После этого остается еще около 30 часов, в течение которых приработка доводится до полного окончания уже в процессе эксплуатации. Если машина в данный период нагружается полностью, то рабочие поверхности ее деталей получают повышенный нагрев, задиры и другие повреждения, и такая машина весь остальной период работает ненормально, с большими перебоями, преждевременно выбывая из строя. Установление режима данной приработки, введение для двигателей устройств, ограничивающих мощность на период обкатки (например, дроссельных шайб для карбюраторных двигателей) — важнейшее мероприятие, направленное к уменьшению случаев работы сопряжений с разорванной масляной пленкой. Здесь необходимо отметить целесообразность испытания карбюраторного двигателя после ремонта тоже с дроссельной ограничительной шайбой. Такие испытания можно произвести на мощность и расход топлива, не боясь повредить двигатель. Необходимо широко практиковать безтормозные испытания па ремонтных предприятиях с применением для карбюраторных двигателей ограничительных дроссельных шайб и для дизельных — ограничителей подачи топлива. Этот сравнительный метод испытаний дает достаточную для практики точность суждений о состоянии отремонтированного двигателя и пе вносит никаких повреждений в двигатель, чего нельзя сказать про существующие методы тормозных испытаний. Кроме того, данный метод позволяет проверить не только работу двигателя в целом, но, при известных условиях, и отдельных его цилиндров. Необходимо отметить, что предусмотренные ГОСТ 491—55 методы тормозных испытаний двигателей имеют лабораторное значение и могут быть применены только для двигателей вполне приработанных. Эти методы испытания не пригодны для испытания новых и только что отремонтированных двигателей. Наряду с применением правильного метода испытаний большого внимания заслуживает вопрос ускоренной приработки отремонтированных машин. Устанавливать ограничительные шайбы или какие-либо другие ограничители мощности на первый период работы машин в течение 30—40 часов и тем предохранять отремонтированный двигатель от преждевременного износа в условиях сельского хозяйства трудно, особенно во время посева и уборки, когда требуется полное использование всех машин колхоза или совхоза. Отсюда возникает специфическая для сельского хозяйства задача изыскания способов ускоренной приработки (3—4 часа), которая проводилась бы целиком в мастерских и заводах так, чтобы выпускаемый двигатель был не только отремонтирован, но уже и приработан. Эта задача определяется следующим образам. Привести механизм в нормальное приработанное состояние — это значит устранить шероховатости на рабочих поверхностях деталей, превышающие нормальные для данных деталей, а также устранить перекосы во взаимоположении деталей, опять-таки превышающие какие-то нормальные, допустимые для данных условий. Достигнуть этого можно следующими способами; 1) повысить точность и чистоту окончательной обработки деталей при их изготовлении и восстановлении; 2) повысить качество сборки механизмов, соблюдая требуемую чистоту механизмов и унификацию усилии затяжки креплений; 3) изыскать такой режим приработки, который позволил бы снять оставшиеся, недопустимые для нормальной работы шероховатости и перекосы в течение 3—4 часов. Первые два способа являются основными и должны постоянно использоваться, однако возможности ремонтных предприятий в этом отношении часто оказываются весьма ограниченными. Поэтому важен н третий способ — изыскание соответствующего pejraiira приработки, главным образом с использованием присадок к маслам. В настоящее время в ряде вузов и научно-исследовательских учреждений ведется работа в данном направлении. Можно сказать, что любые износоактивные присадки к маслам в процессе приработки, как, например, присадки к автолам солидола и другие, по могут быть рекомендованы, так как они дают значительный первичный износ, увеличивающий первоначальные зазоры и сокращающий, следовательно, срок службы сопряжении. Необходимо изыскать такие присадки, которые приводили бы поверх постные слои при приработке в пластичное состояние, при котором выступы заполняли впадины, чем было бы обеспечено получение необходимого эффекта от приработки при нанесенном износе. Как показывают некоторые исследования, к таким присадкам, например, могут быть отнесены минеральные масла, активированные сернистыми соединениями. Заслуживают внимания также опыты ВНИИМЭС по ускоренной приработке дизельного двигателя КДМ-46.
2. Разработка и внедрение в практику способов проверки состояния машин и ухода за ними без их разборки. Вагкио иметь в виду, что в новых деталях приработка сводится к удалению лишь гребешков неровностей, а при повторной приработке, вызванной разборкой, должен быть спят сплошной слой материала. Нельзя машину разбирать только с целью проверки ее состояния. К числу способов и приемов, требующих первоочередной разработки и внедрения в широкую практику, следует, например, отнести: 1) прослушивание машин с помощью регулируемых стетоскопов с усилителями; 2) наблюдение за износом машин по количеству газов, прорывающихся в картер, по содержанию железа в масле; 3)применение «моющих» присадок к маслам для предупреждения образования нагapa в камере сгорания (позволяющих избежать спятил головки и механической очистки) и др. Если разборка оказалась неизбежной, то в этом случае затяжка наиболее ответственных сопряжений должна выполняться динамометрическими ключами. Необходимо иметь в виду, что применение динамометрического ключа — важное мероприятие по повышению срока службы машин. К этим же мероприятиям необходимо отнести п очистку воздуха, засасываемого двигателем (установка воздухоочистителей на машины, не имеющие их, подбор фильтрующих присадок, вынесение заборной трубы воздухоочистителя вперед перед двигателем и вверх и др.), поскольку засасываемая с воздухом пыль загрязняет масло, приводит к разрыву масляной пленки и абразивному износу деталей. 3. Разработка и внедрение в практику мероприятий, облегчающих и сокращающих пусковой период работы двигателя (особенно в зимнее время). Это очень важное мероприятие чисто эксплуатационного характера. Здесь лишь отметим, что пуск и остановка машины неизбежно связаны с работой сопряжения или разорванной масляной пленке. 4. Разработка мероприятий по всемерному улучшению качества смазки. Здесь, помимо подбора масел для различных условий эксплуатации и создания соответствующих фильтров, важное место занимают всякого рода присадки к маслам и варьирование вязкостью, которое следует производить в процессе доливок не только с целью компенсации снижения качества масла, по и с целью компенсации износа сопряжения и связанного с этим ослабления посадок. В установившейся практике довольствуются лишь делением масел на летние и зимние и применением этих масел в соответствии с временем года. Эта установка исходит из необходимости поддерживать определенное соответствие между вязкостью масел и зазорами в механизмах, однако она предполагает неизменяющиеся зазоры в механизмах. В действительности же предельно допустимые прп износе зазоры возрастают вдвое и более раз по отношению к начальным, и этого обстоятельства нельзя не учитывать при выборе смазки в процессе эксплуатации. Необходимо переходить на масла с повышенной вязкостью по вторую половину межремонтного срока службы, т. е. по мере износа сопряжений и роста зазоров в них. 5. Разработка мероприятий, обеспечивающих такой режим работы машины, при которой нагрузка и скорость находились бы в соотношении, не допускающем опасного уменьшения толщины смазочного слоя. Известно, насколько опасна перегрузка сопряжения, при которой, например, начинают падать обороты вала. В этом случае согласно зависимости (103), толщина смазочного слоя очень резко уменьшается вследствие одновременного роста удельной нагрузки н уменьшения скорости скольжения. В результате наблюдается неизбежный форсированный износ, а иногда и заедание поверхностей. Очень часто водитель при перегрузке двигателя не переключает немедленно на пониженные передачи, а выжидает когда двигатель, например, преодолевая возросшее сопротивление орудия, резко снижает обороты и в последующем набирает их. Упускается из виду, что минуты такой работы резко сокращают срок службы перегруженных нар. С этой же точки зрения является недопустимым выключение зажигания (т. е. остановка двигателя) при использовании водителем автомобиля метода «разгона — накатать разгон — накат может быть допущен только при переводе двигателя на холостую работу (т. е. выключением передач). 6. Разработка и внедрение таких чисто ремонтных мероприятий, которые позволяют снизить износ деталей в процессе эксплуатации. При настоящем состоянии ремонтной техники имеется возможность не только поддерживать износостойкость восстановленных деталей на уровне новых, но и превысить этот уровень. Для этого необходимо возможно шире использовать такие процессы, как хромирование, металлизация напылением, электроискровое и другое упрочнение восстанавливаемых поверхностей, позволяющие во много раз превысить первоначальную износостойкость. Ремонтные мероприятия, направленные к сохранению н расширению пределов изменения посадок. Рассмотрим теперь систему мероприятий, способствующих увеличению числителя в формуле (1). Увеличить числитель в зависимости (1) — значит увеличить разность между предельно допустимым и нормальным зазорами, т. е. расширить возможные пределы изменения посадки. Это приводит к постановке для внедрения следующих основных мероприятий ремонтной практики. 1. Изыскание и внедрение в ремонтную практику наиболее совершенных способов окончательной обработки восстанавливаемых деталей, обеспечивающих оптимальное качество (чистоту) трущихся поверхностей. При этом необходимо иметь в виду, что начальная посадка и неровности рабочих поверхностей тесно связаны. Эта связь для пар с жидкостным трением выглядит так (стр. 19 и 65); Другими словами, чем выше качество поверхности (имея в виду рациональные пределы, обусловленные главным образом практически достижимой чистотой смазочного масла), т. е. чем меньше неровности трущихся поверхностей, тем меньше может быть допущен начальный зазор и тем, следовательно, больше будет межремонтный срок службы сопряжения (рис. 1) вследствие смещения начального зазора влево (при одном и том же наклоне прямолинейного участка). Практически оптимальным качеством поверхности при обработке деталей является такое, которое эти детали приобретают при естественной приработке в условиях нормальной эксплуатации машины. 2. Изыскание и внедрение в ремонтную практику наиболее совершенных способов обработки восстанавливаемых детален в смысле соблюдения заданных геометрических форм. При этом необходимо иметь в виду, что начальная посадка и искажение формы находятся в тесной зависимости, а именно: для нормальной работы сопряжения в условиях жидкостного трения необходимо, чтобы овализация, согласно выражению (46), у<Ъ,2 Знач, т. е. чем меньше овализация, тем меньше может быть допущен начальный зазор, тем большую, следовательно, величину получает межремонтный срок службы пары. 3. Изыскание и внедрение наиболее совершенных способов приработки (холодной и горячей) отремонтированных машин с широким применением присадок к маслам, позволяющих согласно кривой, показанной на рис. 1, начальный зазор приблизить к минимальному. Здесь уместно еще раз подчеркнуть, какое огромное влияние оказывает правильная предварительная приработка деталей на срок службы машины. Особого внимания заслуживает холодная приработка цилиндро-поршневой группы деталей, для которой она имеет большое значение в деле повышения срока службы данных деталей. Значение холодной приработки особенно возрастает в тех случаях, когда, например, отсутствие соответствующего оборудования не позволяет обеспечить требуемое качество обработки деталей. Выбранный достаточно малый начальный зазор (почти нулевой) при сборке и последующая достаточно продолжительная холодная приработка могут существенно повысить качество ремонта в этих неблагоприятных случаях. Контроль посадок в собранных механизмах должен производиться по двум раздельным техническим условиях, отражающим начальные зазоры в деталях цилиндро-поршневой группы: а) после сборки пар, б) после холодной приработки. Недоучет данного обстоятельства может привести к заметному снижению срока службы этих деталей. 4. Внедрение в ремонтную практику в основном таких способов восстановления изношенных деталей, которые обеспечивают не только восстановление посадки, по и восстановление первоначальных размеров деталей. Так как и Smax согласно выражениям (30) и (35) зависят от диаметра, то сохранение первоначального диаметра дает возможность сохранить величины начального п предельно допустимого максимального зазора. Выше было отмечено, что все многообразие способы восстановления сопряжений сводятся к восстановлению посадки этих сопряжений изменением размеров деталей и восстановлением начальных (нормальных) размеров деталей. По только что сказанным соображениям, ремонтная техника должна свое основное внимание уделять второй группе способов, позволяющих восстанавливать размеры деталей и посадку в сопряжениях. Эти способы (наплавка, электролитические покрытия, металлизация напылением и др.) позволяют полностью (без сокращения межремонтного срока службы) восстановить эксплуатационную надежность деталей. Способы восстановления деталей наплавкой, электролитическими покрытиями и металлизацией напылением при настоящем своем состоянии имеют eщe ряд существенных недостатков. Однако, как показывают практика и исследования, все эти недостатки являются в значительной мере устраненными, так как они суть следствие недостаточной разработанности этих способов. Иначе обстоит дело с отмеченными выше недостатками способов ремонтных размеров и дополнительных ремонтных деталей. Устранение недостатков этих последних способов невозможно без замены caмиx способов другими. Таким образом, для повышения межремонтного срока службы тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин необходимо: 1) обеспечить самое тщательное выполнение правил технического ухода за машинами, обратив особое внимание на очистку воздуха, поступающего в двигатель, а также на предохранения масла и топлива от загрязнений; 2) проводить по определенному режиму приработку новых и отремонтированных машин с использованием ограничительных дроссельных шайб и других устройств, ограничивающих мощность двигателей в течение всего периода приработки; 3) избегать разборки машин и не допускать разборку, выполняемую с целью проверки состояния ее, при неизбежной же разборке — сборке пользоваться для затяжки ответственных креплений динамометрическим ключами; 4) облегчать и сокращать пусковые периоды двигателя; 5) применять различные марки масел не только по времени года, но и по состоянию машин, используя масла с повышенной вязкостью для машин, работающих во второй половине межремонтного срока службы; 6) не допускать во время работы двигателя резкого снижения оборотов коленчатого вала иод действием возросшей нагрузки, а своевременно переключать передачу на низшую; 7) чище и точнее механически обрабатывать восстанавливаемые детали; 8) шире пользоваться при ремонте холодной и горячей приработкой для деталей цилиндро-поршневой группы, как наименее износостойких в тракторах и автомобилях; особенно целесообразна холодная приработка; в этом случае необходимо как можно теснее брать начальные посадки и доводить их до нормальных холодной приработкой; чем хуже обработаны механически эти детали, тем ближе к нулевым должны быть взяты посадки перед холодной приработкой; 9) шире использовать в ремонтных предприятиях, восстанавливающих детали, такие процессы, как электронаплавка, электролитическое осаждение металлов, металлизация напылением и другие, позволяющие восстанавливать размеры деталей до первоначальных.
