4.3. ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ НА
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Шероховатость и волнистость поверхности, наклеп и остаточные напряжения
в поверхностном слое детали оказывают влияние на прочность,
износостойкость, коррозионную стойкость, точность и надежность
неподвижных посадок, герметичность соединений и др.
Существенное влияние на износостойкость поверхности оказывает
шероховатость поверхности. Поверхность с малой шероховатостью не всегда
является наиболее износостойкой, так как удержание смазочного материала
на поверхности деталей зависит от микрорельефа поверхностей. Поэтому в
зависимости от конкретных условий трения устанавливают оптимальную
шероховатость поверхности.
От шероховатости зависит стабильность неподвижных посадок. При
запрессовке деталей наблюдается сглаживание микронеровностей, приводящее
к уменьшению фактического натяга. В связи с этим уменьшение прочности
соединения деталей обнаруживается при наличии поверхностей с увеличенной
шероховатостью. Микронеровности поверхности являются местом концентрации
напряжений, поэтому поверхности с увеличенной шероховатостью имеют
меньшее сопротивление усталости в условиях циклической нагрузки.
Грубо обработанные поверхности более подвержены коррозии, особенно в
атмосферных условиях, так как коррозия наиболее интенсивно протекает на
дне микронеровностей и мелких надрезов.
Направление неровностей на сопряженных поверхностях влияет на
коэффициент трения. Поверхности с совпадающим направлением неровностей
(например, шлифованная шейка и обработанный тонким растачиванием
вкладыш) имеют наибольший коэффициент трения. Наименьший коэффициент
трения достигается при сочетаниях сопряженных поверхностей с
перекрещивающимся направлением неровностей (хонингование,
суперфиниширование).
Волнистость влияет на взаимное расположение
поверхностей и осей деталей в узле машины, прочность неподвижных
соединений, зазор перемещающихся деталей, трение и износ. Волнистость
поверхности способствует увеличению давления, так как трущиеся
поверхности соприкасаются с выступами волн.
Образование в поверхностном слое наклепа и сжимающих остаточных
напряжений, как правило, способствует увеличению долговечности деталей
машин, так как возрастает их сопротивление усталости. Наклеп уменьшает
пластичность трущихся поверхностей и схватывание металлов, что
способствует снижению износа. Однако при большом наклепе (перенаклепе)
возможно увеличение износа и уменьшение сопротивления усталости.