CC BY
39
УДК 655.023
ПРОБЛЕМЫ ИЗНОСА ПОЛИГРАФИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Т.В. Визавитина
Рассмотрены причины износа деталей полиграфического оборудования и факторы, определяющие процесс изнашивания. Построены графики нарастания износа и скорости изнашивания сопряженных деталей. Описана форма определения величины износа трущихся деталей и скорости их изнашивания.
Ключевые слова: износ, изнашивание, сопряженные детали, величина износа, время работы, скорость, истирание, зазор.
Работа издательств и типографий невозможна без печатного оборудования, а его бесперебойная и точная работа лежит в основе конкурентоспособности и прибыльности предприятия.
Выпуск качественной продукции обеспечивается в первую очередь точностью работы печатного оборудования. Для обеспечения стабильно качественного производства, требуется своевременное проведение технического обслуживания печатных машин и замена поврежденных узлов и элементов, предотвращающая более серьезные поломки.
Несвоевременное выполнение техобслуживания печатной машины или превышение ее рекомендуемой степени загруженности может привести к износу деталей или отказу оборудования.
Износ - это последствия изнашивания, которые проявляются в деформации материалов и деталей машины в следствие продолжительного или неправильного использования. Перечень факторов, определяющих процессы изнашивания представлен на рис. 1.
Факторы,
определяющие процесс изнашивания
Качество материала Промежуточная Характер взаимодействия Окружающая
трущихся деталей среда деталей среда
х
1. Объемная характеристика материала
2. Поверхностная характеристика материала
1. Смазка 2. Поверхностные пленки 3. Абразивы 1. Периодичность действия нагрузки 2. Динамичность и вибрации 3. Давление 4. Скорость скольжения 5. Вид трения 6. Температура поверхностей 7. Зазор в сопряжении 1. Температура среды 2. Агрессивность среды
Рис. 1. Факторы, определяющие процессы изнашивания оборудования
Отказ печатного оборудования может выражаться в нескольких формах:
1. Невыполнение машиной заданных функций;
2. Отклонение от нормы заданных показателей качества;
3. Остановка работы машины;
4. Возникновение шумовых эффектов, вибрации и других процессов, препятствующих штатной работе машины.
Истирание происходит при скольжении деталей печатного оборудования относительно друг друга (так называемое "Трение первого рода"). Процесс происходит интенсивнее, если поверхность детали не гладкая, а шероховатая. Еще одной причиной преждевременного истирания деталей служит попадание инородных частиц (например, абразива) между соприкасающимися элементами.
Другая ситуация, приводящая к истиранию деталей, называемая "Трением второго рода", возникает как результат обкатывания или последствие удара. В этом случае речь идет о возникновении микротрещин (а в некоторых случаях даже макротрещин) в поверхности рабочих деталей, которые постепенно проникают вглубь и начинают крошиться и отслаиваться. Такая форма износа возникает при поверхностной усталости металла или нарушениях в его структуре, вызванных изменением температурного режима или длительного физического воздействия. Преимущественно этот вид износа возникает на опорных устройствах, подшипниках и элементах передач: зубчато-винтового (червячного типа) или зубчатого типа [1]. Графики процесса износа сопряженных деталей представлены на рис. 2, 3.
,11 II 1 J II]у
1 >
1 г
ч- *м г
Рис. 2. График постепенного нарастания износа сопряженных деталей: 1-величина износа; (-время работы, ч; 1н - износ окончания периода приработки
детали;
1м~ максимальный износ; (о- период приработки детали, ч; (р- период работы детали со стабильным износом, ч; (м- период нормальной работы детали
При износе поверхностей деталей машин происходит нарушение номинальных значений параметров сопряженных деталей. Долговечность работы деталей можно характеризовать скоростью изнашивания.
у = <й/А
I
)\
Рис. 3. Скорость изнашивания сопряженных деталей: (-время работы; у-скорость износа; (м- период нормальной работы детали
Кривая износа деталей состоит из трех участков, каждому из которых соответствует заданный период работы:
Первый участок (I) соответствует периоду приработки, в который износ происходит особенно интенсивно, но с течением времени уменьшается, второй (II)- самый продолжительный по времени - период нормальной работы с равномерным износом деталей, а третий участок (III) характеризует аварийную работу детали, при которой ее износ достигает максимально критических показателей.
Период нормальной работы детали описывается формулой
Ч + Ом - ^ ) (1)
<м =
tga
где ^-продолжительность приработки детали, ч; \м~ максимальный износ; ш- износ окончания периода приработки детали; tga-коэффициент, характеризующий степень быстроты скорости изнашивания.
В период нормальной работы детали темп ее изнашивания находится в зависимости от факторов, рассмотренных на рис. 1.
Помимо изнашивания элементов, во время работы вероятно возникновение их пластической деформации, чаще всего вызванной превышением максимально допустимой нагрузки на деталь.
Еще одним параметром для сопряженных деталей является зазор.
Для деталей, работающих в условиях трения, такой параметр как зазор 5, является диагностическим и может со временем изменяться (рис. 4) [2].
6(/)
5н
0 I
Рис. 4. Изменение зазора 5 в сопряжении двух трущихся деталей
Как видно из рисунка, величина зазора в паре трущихся деталей с течением времени возрастает.
Величину износа (зазора) трущихся поверхностей деталей машин можно описать выражением:
I = 1н + Ша, (2)
где г - текущее значение диагностического параметра, мм; ¡н - начальное значение диагностического параметра, мм; к - коэффициент пропорциональности; I - время работы детали, ч; а - коэффициент, определяющий характер изменения скорости изнашивания. Тогда скорость изнашивания V можно определить по формуле:
V = — = ак, (3)
гсИ
где V. - скорость изнашивания, мм/ч; & -значение диагностического параметра (износа), мм; Ж - время работы детали, ч; а - коэффициент, определяющий характер изменения скорости изнашивания, к - коэффициент пропорциональности.
При а < 1,0 скорость изнашивания уменьшается, а при а > 1,0 - возрастает [2]. Одной из основных характеристик процесса изнашивания может считаться интенсивность износа:
1г = ^ , (4)
где г - линейный износ поверхности детали, мм; Ь - путь трения, мм. На основе этого выражения можно записать следующее:
г = , (5)
где г - линейный износ поверхности детали, мм; I- интенсивность износа; Ь - путь трения, мм.
Интенсивность изнашивания деталей уменьшается с повышением твёрдости применяемого материала [3].
Изменения, происходящие в оборудовании и его деталях, можно описать следующей функциональной зависимостью:
И = /^ ^ ), (6)
изм Л \ эк кон техн кв \ /
549
где F^- эксплуатационные факторы, зависящие от условий работы и степени загруженности оборудования, Fкон- конструктивные, зависящие от особенностей машины и используемых в ней материалов, Fтехн- технологические факторы, учитывающие качество, материалы и способ создания элементов оборудования, FK6- субъективные факторы: качество работы и квалификация рабочих, обеспечивающих работу оборудования.
Зачастую типографии требуют от оборудования работы на предельной мощности, особенно в период повышения сезонного спроса. В это время профилактическое обслуживание оборудования откладывается, что в некоторых ситуациях бывает критично и приводит к остановке оборудования и потере того самого драгоценного времени, ради которого перед этим велась сумасшедшая гонка. Своевременная проверка всех узлов печатной машины дает представление об уровне износа ее деталей и позволяет заменить элементы, находящиеся на аварийном этапе работы. Такая предусмотрительность предотвращает крупные поломки оборудования, восстановление после которых может занять недели.
Список литературы
1. Трение в составных частях машин и оборудования. [Электронный ресурс] URL: https://studopedia.su/9_43911_trenie-v-sostavnih-chastyah-mashin-i-oborudovaniya .html (дата обращения: 27.10.2018).
2. Токмаков Б.В. Эксплуатация и ремонт полиграфических машин: учебное пособие. М.: Изд-во МГУП, 2002. Ч. 1. 125 с.
3. Условия эксплуатации и причины отказов полиграфического оборудования / О.В. Кузовлева, Т.В. Визавитина // Теоретические и практические аспекты современной науки, 2018. Т. 1. С. 29-34.
Визавитина Татьяна Владимировна. магистрант, vizawitina@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
PROBLEMS OF WEAR OF THE PRINTING EQUIPMENT
T.V. Vizavitina
The causes of wear of details of the printing equipment and factors defining wear process are considered. Schedules of increase of wear and speed of wear of the interfaced details are constructed. The form of determination of size of wear of the rubbing details and speed of their wear is described.
Key words: wear, the interfaced details, wear size, operating time, speed, attrition, a
gap.
Vizavitina Tatyana Vladimirovna. undergraduate, vizawitina@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University
