Где взять материалы, из которых можно было бы сделать такую машину, которая износилась бы вся одновременно и вместо ремонта отправилась на переплавку? Как в сказке: работала телега свой век исправно, а пришло время — сразу вся развалилась. Создать подобные материалы — задача металловедов. Многое в этом направлении уже сделано.
Если подходить к вопросу «из чего делать» исходя из наличия материалов на складе, то конструкцию можно изготовить быстро, легко, но... не с оптимальными характеристиками. Так что лучше помучиться на одном экземпляре, чем потом на установочной серии. Оптимальное решение лежит на пути изучения и учета условий работы детали, характера нагрузок и изно-сов, температурных режимов и других специфических факторов. Подбирая материал, надо иметь в виду и возможности искусственного повышения его физико-механических свойств путем упрочнения поверхности, о чем уже говорилось выше.
В целях экономии дорогостоящих материалов и облегчения конструкций часто пользуются рациональным сочетанием в одной детали различных материалов. Их соединение осуществляется сваркой, заливкой, запрессовкой, клейкой, пайкой, болтами и другими известными способами. Такой прием широко применяют при создании шестерен червячных и вагонных колес, клапанов и т. д. При ремонте в таких случаях заменяют или реставрируют только небольшую часть изготовленной из дорогостоящего материала детали.
Практика накопила солидный опыт проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта деталей машин. Обобщенные данные по наиболее распространенным из них изложены в табл. 12 в книге В. Н. Ткачева и др. «Методы повышения долговечности деталей машин».
Конструктору следует думать не только об условиях эксплуатации, но и хранении техники. Этот вопрос особенно важен для сельскохозяйственных, дорожных и подобных им машин, часто подверженных влиянию атмосферных условий.
Наблюдающаяся тенденция в машиностроении к замене металлов неметаллическими материалами экономически оправдана, так как они обладают в ряде случаев более выгодными характеристиками. Например, малым удельным весом (пластмассы в среднем вдвое легче алюминия и в 5—8 раз легче черных и цветных металлов), хорошей химстойкостыо, влагостойкостью, сопротивляемостью агрессивным средам, высокими антифрикционными и, наоборот, фрикционными свойствами. Добавьте сюда диэлектрические, шумопоглощающие и звукоизолирующие свойства, вибростойкость. Полиамиды, полиэтилен и другие пластики хорошо гасят динамические колебания при знакопеременных нагрузках.
К недостаткам пластмасс относят малую теплостойкость (в основном 60—200° С) и теплопроводность, малую прочность, жесткость, ударную вязкость. Ползучесть под нагрузкой и старение препятствуют их широкому распространению в качестве конструкционных материалов для машин и механизмов. Хотя уже упомянутые выше положительные свойства и небольшая трудоемкость изготовления деталей способствуют их все большему внедрению в промышленность.