Износостойкость деталей и сборочных ЕДИНИЦ машин

Основные понятия и определения

При работе ПТМ помимо разрушений происходит постоянное изменение геометрических размеров и свойств рабочих поверхностей деталей, вследствие чего увеличиваются зазоры в подвижных и уменьшаются натяги в неподвижных соединениях, нарушается взаимное положение деталей, ухудшаются условия зацепления зубчатых колес редукторов и т. д. Одна из основных причин этих нежелательных явлений — процесс изнашивания.

При эксплуатации машины подвергаются различным внешним воздействиям, под влиянием которых их надежность снижается из-за разрушений и появления износа, в результате чего машина не может обеспечить требуемые технические параметры и характеристики, а в худшем случае не может использоваться по назначению.

Изнашивание — процесс постепенного изменения размеров тела при трении, проявляющийся в отделении с поверхности трения материала и (или) его остаточной деформации (ГОСТ 23.002— 78).

Износ — результат изнашивания, проявляющийся в виде отделения или остаточной деформации материала.

Для характеристики изнашивания используют следующие показатели; линейный износ, скорость изнашивания, интенсивность изнашивания, износостойкость, относительную износостойкость.

Линейный износ — изменение размера детали в результате изнашивания в направлении, перпендикулярном к поверхности трения.

Скорость изнашивания — отношение величины износа к времени изнашивания. В практике скорость изнашивания является основным показателем процесса изнашивания и оценивается скоростью изменения размеров и массы в единицу времени: мкм/ч и мг/ч. По скорости изнашивания можно судить о долговечности детали.

Интенсивность изнашивания — отношение износа к пути трения, на котором происходило изнашивание, или к объему выполненной работы, например, к наработке машины в тоннах добытого угля или руды (мг/т, мм/т), километрах пройденных выработок (мг/км, мм/км).

Износостойкость — свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию при определенных условиях трения. Износостойкость оценивается величиной, обратной скорости или интенсивности изнашивания (ч/мкм, ч/мг, т/мм, км/мг).

Относительная износостойкость — отношение износостойкости данного материала и материала, принятого за эталон, при их изнашивании в одинаковых условиях.

Встречающийся в машинах износ можно разделить на две основные группы: моральный износ, связанный с устарелостью конструкций данной машины, и физический износ. Последний в свою очередь подразделяется на два вида: естественный (нормальный) и преждевременный (аварийный).

Естественный износ имеет закономерный характер и происходит в результате трения сопряженных поверхностей деталей, тепловых и химических воздействий среды и изменения физико-механических свойств в результате старения машины.

Аварийный износ является результатом ненормального режима эксплуатации и нарушения правил технического ухода и ремонта.

Изнашивание зависит от ряда факторов, в частности от условий трения. Процессы внешнего трения и изнашивания существенно влияют на надежность ПТМ. С потерями трение связано значительное ухудшение энергетических характеристик скребковых и винтовых конвейеров, пневмотранспортных установок и др., а преждевременное изнашивание небольшого числа деталей вызывает необходимость ремонта, стоимость которого иногда в десятки и сотни раз превышает стоимость деталей.

При эксплуатации ПТМ явления изнашивания деталей более часты, чем поломки. В немалой степени это связано с тем, что ответственные детали машин обязательно рассчитывают на прочность, тогда как практически ни одно подвижное сопряжение не проверяют на износостойкость. Кроме того, при проектировании и эксплуатации машин часто не используют эффективные средства снижения их износа. С этим связаны огромные материальные затраты на ремонт машин и убытки от их простоев. Во многих отраслях промышленности, в том числе в машиностроении, каждый пятый рабочий — ремонтник, нужды ремонта обслуживает большой парк технологического оборудования.