Види зношування в механізмах - студопедія
а - абразивний знос при переміщенні однієї мікрошероховатость поверхні за іншою;
б - ерозійний знос поверхні дрібними частинками, бомбардують її під різними кутами;
в - локальна приповерхнева втома, фреттинг під дією знакозмінної локального навантаження;
1. Абразивне ізнашіваніе- зношування в результаті механічних впливів за допомогою ріжучого і дряпає дії твердих тіл або частинок при наявності відносної швидкості переміщення.
Зношений поршневий палець Абразивний знос на поршні - глибокі борозни в поздовжньому напрямку
Абразивні частинки, володіючи більшою, ніж метал твердістю, руйнують поверхню деталей і різко збільшують знос. Це найбільш поширений вид зношування.
У технологічних машинах більше 60% зношування мають абразивний характер.
Основним джерелом абразивних частинок, що потрапляють в сполучення машин, є навколишнє середовище.
У 1 м 3 повітря міститься від 0,04 до 5 м пилу, яка на 60% складається з зважених часток, що мають розміри від 5 мкм до 120 мкм, тобто порівнянних з зазорами в сполученні машин.
Іншим джерелом є частки власного зносу поверхонь, що труться.
Абразивне зношування є одним з найбільш швидкодіючих процесів руйнування робочих поверхонь деталей.
ПРИКЛАД. Деталі СіДМ володіють наступними швидкостями абразивного зношування, мм / год.
Зуби ковша екскаватора
Підвищення твердості матеріалу деталі в тонких поверхневих шарів
Абразивні частинки потрапляють в потік рідини (газу) в результаті забруднення палива, масла, робочих рідин при заправках, незадовільною герметизації і фільтрації.
Такому зношування піддаються деталі насосів, гідроприводів, гідропідсилювачів, циліндропоршневої групи двигунів.
Для зниження інтенсивності гідроабразивного (газоабразівного) зношування необхідно:
- підвищувати твердість поверхонь деталей;
- не допускати забруднення палива, масла і робочих рідин при заправках;
- вчасно замінювати і стежити за справністю фільтрів і воздухоочистителей, ущільнюючих елементів машин і ін.
3. Гідро газоерозіонное зношування - це зношування поверхні в результаті дії потоку рідини (газу).
4.Усталостное зношування викликає зміна треться поверхні або окремих її ділянок в результаті знакозмінного повторюваного деформування мікрооб'ємів матеріалу, що приводить до виникнення тріщин і відокремлення частинок.
Втомне зношування відбувається в процесі тертя, при якому під дією великих повторно-змінних навантажень, що перевищують межу текучості металу, виникають мікропластичної деформації стиснення.
При багаторазових деформаціях одних і тих же ділянок на поверхні деталі з'являються мікро- і макроскопічні тріщини. які в подальшому в результаті відшаровування і викришування частинок металу призводять до виникнення осповідного заглиблень і западин.
Втомне зношування при високих контактних тисках спостерігається на бігових доріжках підшипників кочення, зубах шестерень і інших деталях.
Осповідного викришування робочої поверхні зубів шестерні (а) і бігової доріжки підшипника кочення (б)
Основним заходом, що забезпечує зниження інтенсивності усталостного зношування, є
- зниження контактного тиску між дотичними поверхнями шляхом більш рівномірного їх розподілу по довжині зуба і між тілами кочення. Цього можна досягти більш точним монтажем і дотриманням оптимальних зазорів і натягів
в рухомих і нерухомих з'єднаннях.
5.Кавітаціонное зношування поверхні відбувається при великій швидкості руху твердого тіла в рідині.
Кавітація - процес, при якому в рідини відбувається швидке утворення і схлопування бульбашок пара - каверн.
Появі парових бульбашок сприяють місцеве поніженіедавленія в рідини. омиває з великою швидкістю поверхні деталей (лопаті турбін, насосів, підводні крила і т.п.).
Рідина закипає при різкому зниженні місцевого тиску. Бульбашки утворюються з газу, розчиненого в рідині.
Після потрапляння в зону високого тиску каверни (парові бульбашки) "закриваються", виникає гідравлічний удар. Це може вести до руйнування поверхні обтічної деталі.
Процес утворення бульбашок в потоці рідини гребного гвинта
Кавітаційні пошкодження гребного гвинта
Наслідки гідродинамічної кавітації призводять до сильного зносу робочих частин і помітно скорочують термін служби турбін, насосів, гідравлічних машин, гребних гвинтів і інших деталей.
Крильчатка насоса Кінець плунжера
Кавітаційне руйнування часто виникає через:
- занадто великий перепад тиску між всмоктуванням і нагнітанням;
- дросселирования на стороні всмоктування насоса;
а - манжетное ущільнення; б - ущільнювальний стакан: одна манжета (5) забезпечує герметизацію при розрідженні в насосі, дві інші - при тиску.
- неправильно сконструйовані крильчатки, клапани та інші деталі насосів;
- впливає також і склад сплавів. М'які, пластичні метали і тендітні низькоміцні сплави, зокрема сірий чавун, легко руйнуються при кавітації. Такі сплави, як хромисті нержавіючі стали, стійкі в самих різних умовах.
Таке зношування виникає при значних питомих навантаженнях і граничної мастилі і супроводжується виділенням значної кількості теплоти, високим коефіцієнтом тертя і найбільшою інтенсивністю зношування.
Для максимально зменшити можливість виникнення зношування при заїдання необхідно:
- поліпшувати умови мастила сполучених поверхонь;
- дотримуватися рекомендацій щодо обкатці;
- не допускати перевантажень рухомих сполук в процесі експлуатації.
1 - канал подачі мастильного матеріалу; 2 - вкладиш; 3 - корпус; 4 - зазор, заповнений мастильним матеріалом; 5 - цапфа вала
7. Фреттинг-корозія це корозійно-механічне зношування дотичних тіл при малих коливальних відносних переміщеннях.
Фреттинг-корозія є особливим видом зношування номінально нерухомих деталей в результаті зворотно-поступальних переміщень з дуже малою амплітудою в корозійної середовищі.
Причиною таких переміщень можуть бути вібрації, динамічні навантаження, періодичний вигин або скручування сполучених деталей.
Фреттинг-корозії виникає через безперервне руйнування захисної оксидної плівки в точках рухомого контакту.
Виявляється у вигляді інтенсивного окислення поверхонь, темних плям на посадочних поверхнях, рис .:
При подальшому розвитку може служити причиною зародження втомних тріщин.
Даному виду корозії схильні болтові з'єднання,
посадочні поверхні підшипників кочення, листові
ресори, шестірні, муфти і т.д.
До способам захисту поверхонь контактуючих деталей від фреттинг-корозії відносяться:
- гарт струмами високої частоти;
- нанесення на поверхні деталей різних плівок і покриттів;
- застосування мастильних матеріалів;
- запобігати контактування металевих поверхонь нанесенням покриттів з полімерних матеріалів;
- для нерухомих з'єднань підшипників кочення необхідно знижувати відносні переміщення сполучених поверхонь шляхом забезпечення певної величини натягу і ін.
Підшипники кочення вала редуктора лебідки.
