Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Факторы, влияющие на изнашивание деталей




Сущность явления износа, значение смазки

Машины, станки выходят из строя вследствие износа их де­талей. Износ деталей вызывает затраты на ремонт, следова­тельно, удорожается эксплуатация машин; из-за простоев ма­шин в ремонте снижается производительность предприятия.

Детали оборудования изнашиваются неравномерно; в зави­симости от условий работы одни детали изнашиваются быстрее, другие медленнее. В большинстве механизмов износ выражает­ся в увеличении зазора в сочленениях парно работающих де­талей.

Быстрому изнашиванию подвергаются бурильные замки, из-за многократного свинчивания - развинчивания, усталости от циклических нагрузок изнашивания резьбы струей промывочной жидкости и наружной поверхности трением о стенки скважины.

Износ от действия промывочной жидкости служит причиной быстрого разрушения деталей буровых насосов: цилиндровых втулок, поршней, клапана, штока.

Для каждой детали устанавливают предельно допустимый износ, т. е. величину износа, при которой дальнейшая эксплуа­тация этой детали недопустима. Обычно предельные износы деталей устанавливают по следующим признакам:

а) снижение прочности и надежности детали;

б) изменение характера сопряжения;

в) влияние изношенных деталей на работу других деталей узла.

Интенсивность (быстрота) изнашивания деталей оборудова­ния в большой степени зависит от условий и режима их работы. Например, в массовом производстве оборудование изнашивает­ся быстрее, чем в индивидуальном. Это прямой результат того, что в условиях массового производства оборудование эксплуа­тируется более интенсивно.

Интенсивность изнашивания трущейся пары зависит от ма­териала, характера смазки этой пары, от удельного давления и скорости скольжения, от температуры в зоне сопряжения и от окружающей среды (запыленность окружающего воздуха и др.).

Различают следующие виды износа: механический, молекулярно-механический и коррозийный.

Механический износ является результатом работы сил трения при скольжении одной детали по другой. При этом виде износа происходит истирание (срезание) поверхностного слоя металла у совместно работающих деталей, которые поэто­му теряют свои геометрические размеры.

Механический износ ускоряется, когда между трущимися по­верхностями попадают твердые частицы металла. На поверхно­стях образуются царапины и бороздки, зазоры между деталями становятся недопустимо большими и нормальная эксплуата­ция машины нарушается.

Механический износ возникает при работе таких распростра­ненных сопряжений деталей, как вал — подшипник, направля­ющие - ползун и др. Он появляется и при трении качения по­верхностей, так как этому виду трения неизбежно сопутствует и трение скольжения, однако в подобных случаях износ очень небольшой. Подшипники качения обычно выходят из строя по­тому, что на поверхности шариков и роликов и на поверхности желобков колец образуются небольшие углубления (язвины, сыпь), количество и площадь которых постепенно увеличивают­ся. Происходит это под действием больших удельных и перемен­ных давлений на рабочие поверхности деталей и в результате того, что на тела качения подшипника попадает грязь, в частно­сти абразивная пыль.

Усталость металла - явление, имеющее место при ударных и переменных по направлению нагрузках на детали. Вследствие усталости металла в нем образуются мельчайшие трещины, за­тем начинается выкрашивание металла, что может привести к аварийной поломке деталей. Эта разновидность механического износа - осповидный износ - наблюдается часто в зубчатых передачах  - на рабочих поверхностях зубьев, в зоне начальной окружности. Усталость металла является также одной из при­чин поломки валов и осей, разрыва стенок гидравлических ци­линдров, поломки штоков молотов, шатунов, разрыва шатунных болтов и др.

Механический износ может вызываться и плохим уходом за деталями оборудования. Наступление износа ускоряется нару­шениями в подаче смазки, опозданиями в производстве ремонтов и некачественным ремонтом, сильной перегрузкой машин.

Молекулярно-механический износ заключается в прилипании (схватывании) одной поверхности к другой. Это явление наблюдается при недостаточной смазке, при значитель­ном удельном давлении, когда две поверхности сближаются настолько плотно, что начинают действовать молекулярные си­лы, приводящие к схватыванию поверхностей при трении. При молекулярно-механическом изнашивании возможно либо срав­нительно медленное разрушение поверхностных слоев, либо на поверхности появляются глубокие задиры и вырыв значитель­ных участков (наступает «заедание»),

Коррозийный износ обычно появляется у деталей ма­шин и установок, испытывающих непосредственное действие воды, воздуха, химических веществ, температуры. Если темпе­ратура воздуха в производственных помещениях неустойчива, то каждый раз при ее повышении содержащиеся в воздухе во­дяные пары, соприкасаясь с более холодными металлическими деталями, осаждаются на них в виде конденсата. Это вызывает ржавление металла, т. е. соединение металла с кислородом воздуха.

Под влиянием коррозии в деталях образуются глубокие разъедания, материал приобретает губчатую поверхность, те­ряет механическую прочность. Эти явления наблюдаются, в ча­стности, у деталей гидравлических прессов и паровых молотов, работающих в среде пара или воды.

Обычно коррозийный износ сопровождается и механическим в силу сопряжения одной детали с другой. В этом случае будет происходить так называемое коррозийно-механическое изнаши­вание, т. е. образуется комплексный износ.

Основное условие защиты деталей машины от износа, их надежной работы  - это регулярная и правильная смазка тру­щихся поверхностей.

Смазке подвергаются соприкасающиеся (трущиеся) рабо­чие поверхности деталей машин. Они во время работы разде­ляются слоем смазочного материала (например, масла), и в ре­зультате этого мельчайшие неровности, которые в большом количестве имеются на этих поверхностях, не соприкасаются между собой. Уменьшению трения благоприятствует и подвиж­ность смазки. Наконец, масло очень хорошо отводит тепло и уносит частицы металла, обладающие абразивным (истираю­щим) действием. В то же время смазка предохраняет детали от коррозии.

Когда поверхности двух сопрягаемых деталей полностью разделены слоем смазки и нагрузка воспринимается смазоч­ной пленкой, имеет место так называемое жидкостное трение.

При недостаточной смазке соприкасающихся поверхностей работающих деталей возникает полужидкостное трение, т. е. трение, при котором только часть соприкасающихся поверхно­стей разделена слоем смазки. Полужидкостное трение появляет­ся в начале движения машины и после ее остановки, когда под тяжестью механизмов смазочное вещество выдавливается и про­исходит разрыв масляного слоя.

Факторы, влияющие на изнашивание деталей

На процесс изнашивания рабочих поверхностей деталей машин оказывают влияние различные факторы, которые можно разделить на две группы:

1) факторы, влияющие на износостойкость деталей;

2) факторы, влияющие на изнашиваемость деталей.

Изнашиваемость - свойство материала детали поддаваться изнашиванию. Изнашиваемость - свойство, противоположное износостойкости.

Факторы, влияющие на износостойкость деталей: качество материала детали и качество рабочей поверхности детали.

К факторам, влияющим на изнашиваемость деталей, относятся: вид трения сопряженных деталей; характер и величина удельных нагрузок на поверхностях трения; относительные скорости перемещения трущихся поверхностей; форма и размер зазора между сопряженными поверхностями; условия смазки трущихся поверхностей; наличие, размер и форма абразива, участвующего в процессе трения, и физико-механические свойства абразива.

Качество материала детали характеризуется его физико-механическими свойствами (прочностью, твердостью, вязкостью), которые в свою очередь определяются химическим составом и структурой.

Из физико-механических свойств твердость оказывает наибольшее влияние на износостойкость материала. Более твердые металлы и сплавы изнашиваются медленнее. Твердые металлы по сравнению с мягкими менее пластичны и оказывают большее сопротивление внедрению абразивных частиц. Исследования показали, что с увеличением твердости стали ее износостойкость повышается.

При выборе материала для деталей, работающих при ударной нагрузке, кроме твердости, следует учитывать еще их вязкость во избежание повышения хрупкости. Детали, изготовленные из малоуглеродистых конструкционных или легированных сталей и подвергнутые поверхностной химико-термической обработке, имеют высокую твердость и износостойкость рабочих поверхностей, а также высокую вязкость сердцевины.

При изготовлении деталей оборудования, работающего в сложных условиях, широко применяются высокопрочные хромистые, хромо-никелевые и другие легированные стали со значительной вязкостью.

На износостойкость металлов и сплавов большое влияние оказывает их химический состав и структура.

Наиболее износостойкий сплав — сталь, имеющая мелкозернистую структуру. Чем выше содержание углерода в стали, тем больше ее износостойкость.

Выводы о связи износостойкости с твердостью металлов:

1) при одной и той же термической обработке возрастание твердости углеродистой стали, вызванное увеличением содержания в ней углерода, повышает износостойкость;

2) износ стали различной структуры и различных режимов термической обработки тем больше, чем меньше ее твердость;

3) стали одинаковой твердости имеют тем большую износостойкость, чем выше в них содержание углерода.

 










Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 409.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...