Факторы, влияющие на износ деталей, и методы снижения скорости изнашивания

Кроме названных причин разрушений и износов, знание которых можно использовать в системе технического обслуживания и ремонта машин для повышения их долговечности, немаловажное значение имеют знания о причинах разрушения деталей в результате старения машин.

О старении машин можно изложить следующие истины: физическое старение машин неизбежно; процесс старения поддается управлению; основа для управления процессом старения определение причин старения; знание причин старения позволяет правильно выбрать метод обнаружения, предупреждения и ни устранения причин патологического старения.

На интенсивность изнашивания и старение деталей оказывают влияние различные факторы, которые подразделяются на три основные группы:

конструктивные — расчетные зазоры в сопряжениях, род трения (скольжения, качения или сложное трение), расчетные нагрузки и скорости относительного перемещения, характер движения (равномерное или неравномерное), система смазки;

технологические — качество материала (твердость, структура), качество механической обработки поверхности, вид и качество термической и химико-термической обработки;

эксплуатационные — режим эксплуатации машины (соответствие действующих нагрузок расчетным), внешняя среда (повышенная запыленность и влажность, агрессивность шахтных вод), качество смазки.

Конструктивные причины. При проектировании машин руководствуются номинальными технологическими нагрузками, реальный спектр которых значительно отличается от номинальных. В ряде случаев при определении нагрузок не учитываются динамические силы, которые часто являются причиной разрушения деталей. Реальные детали имеют сложную форму и аналитическое определение напряжений в них методами сопротивления материалов затруднительно. Принятые допущения (при идеализации формы деталей) снижают необходимую прочность элементов машин, либо завышают ее, увеличивая размеры деталей. Рост массы элементов машины ведет к возрастанию сил инерции; росту первоначальной и эксплуатационной стоимости; увеличению массы запасных частей.

Такие конструкционные недостатки, как плохая ремонтопригодность, низкий уровень стандартизации и унификации не обеспечивают быстрого и качественного проведения ремонтов и снижают эффективность работы машины. Одна из причин старения - отсутствие или низкое качество документации и, как следствие, отсутствие средств контроля за параметрами функционирования машин, что приводит к перегрузке, перегреву, нарушению условий смазывания, к несвоевременному устранению неисправностей и возникновению отказов.

Технологические причины. Технология изготовления и сборки машин определяет уровень их качества и надежности.

Под совершенством технологического процесса следует понимать его способность обеспечивать изготовление и сборку машин » соответствии с требованиями нормативно-технической документации. Из-за несовершенства технологического процесса на любой стадии изготовления или сборки могут возникнуть дефекты, как результат нарушения хода технологического процесса или неблагоприятного сочетания различий. Основными группами дефектов являются дефекты литья, механической обработки, сварки и наплавки и др. Дефекты сборки: несоблюдение зазоров (допусков) в сопряженных соединениях; отклонение от требований к степени затяжки резьбовых соединений; сборка с перекосом; неправильная регулировка, наличие забоин и т.д. Дефекты, возникающие на промежуточных технологических операциях, могут оставаться незамеченными и перейти в готовую деталь - это явление называется технологической наследственностью. Дефекты изготовления и сборки являются факторами, способствующими протеканию в материале деталей патологических процессов физического старения под влиянием эксплуатационных воздействий.

Эксплуатационные причины. Условия эксплуатации машины в значительной мере влияют на процесс старения машины. Так, при эксплуатации горной машины в сложных горно-геологических условиях ее детали взаимодействуют с запыленной воздушной средой, с водной средой, содержащей различные кислоты, их соединения и большое количество загрязняющих примесей, в том числе пиритных и кварцевых частиц, влияющих на целостность поверхностного слоя детали. Большое влияние оказывают и режимы эксплуатации: нормальные режимы нагружения благоприятно сказываются на структуре материалов, цикличное же нагружение вызывает колебательное движение различных слоев детали, что приводит к ускорению ее старения. Также на старение оказывает большое влияние температура. Ее повышение сверх установленных норм приводит к разжижению масел, неудовлетворительной смазке, ухудшению процесса отвода тепла от нагретых деталей. Сильное понижение температуры вызывает застывание масел, затруднение его подачи к трущимся поверхностям, хладноломкость металла и других материалов.

Машина, имеющая чрезмерный износ, становится экономически невыгодной и ненадежной в работе. Интенсивность изнашивания машины зависит от ряда факторов: вида трения (сухое, полусухое, полужидкостное, жидкостное, граничное), от поверхностной твердости материала, от удельных давлений между телами трения, от степени совершенства системы смазки, охлаждения, от эффективности очистки рабочей жидкости и др.

Дальнейшее улучшение использования техники в угольной и других отраслях промышленности должно решаться комплексно и охватывать как совершенствование технологии капитальных ремонтов, так и организацию технических обслуживании и ремонтов в период ее эксплуатации, хранения и транспортирования.

Большое значение для улучшения работоспособности машины, повышения ее надежности и долговечности имеет квалификация персонала, управляющего машинами и осуществляющего уход надзор и техническое обслуживание.

Только правильно организованное, качественно выполняемое техническое обслуживание и своевременный ремонт машин оказывают решающее влияние на обеспечение работоспособности, надежности, долговечности и рентабельности работы машин.

Невыполнение правил технического обслуживания и восстановительных ремонтов приводит к преждевременному износу деталей машин, отказам и неэффективному использованию машин по функциональному назначению.

Раздел 6

Смазка Машин