53 Износ. Виды, динамика. Мрп и ремонтный цикл

При эксплуатации оборудования наблюдается равномерный и неравномерный износ. Т.к. при работе детали подвергаются перемен по величине и знаку нагрузкам, то набольшее распр-е получил неравномерн. износ.

Изнашивание — процесс постепенного изменения размеров тела при трении, проявл-ся в отделении с пов-ти трения материала и его остаточной деформации.

Износ — результат изнашивания, проявляющийся в виде отделения или остаточной дефор-мации материала.

Усталостная теория изнаш-я: две пов-ти прижаты одна к другой взаимно перемещ-ся. Многократные нагр-ки даже очень малые по величине вызыв усталостные явления (возник-ют усталостные трещины, которые сливаясь, приводят к отделению слоя материаля с пов-ти).

Виды изнашивани:

1. Механическое – изнашив-е в результате мех воздействия: а)абразивное; б)гидроабразивное; в)газообразив-е; г)эрозионное; д)устал-е; е)кавитац-е.

2. Молекулярномех-е – происх в результате одноврем мех и молеку-го действия.

3. Коррозионномех-е – среда, окруж-я трущ пов-ти вступает с матер-ом в хим взаимодей-е, а в результате перемещения тел удал-ся продукты коррозии.

Факторы, влияющие на изнашивание

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

Износостойкость-свойства материала сопротивл износу.

2. Факторы, влияющие на изнашиваемость: вид трения, относительные скорости перемещения поверхностей, условия смазки, форма и размер зазора между поверх-ностями.

Изнашиваемость-противопол-о износостой-ти.

Межремонтный период — время работы оборудования между двумя любыми очередными плановыми ремонтами.

Ремонтный цикл — период работы оборудования между двумя очередными кап. ремонтами, а для нового - с момента ввода в экспл.

ИЗНОС ЭЛЕМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ

При подвижном контакте поверхностей элементов конструкций с твердыми телами, жидкостью или газом возника­ют силы трения.

Процесс постепенного изменения размеров детали при тре­нии, проявляющийся в отделении с поверхности трения ма­териала или его остаточной деформации, получил название изнашивания, а результат этого процесса принято называть из­носом.

Различают изнашивание следующих видов: механическое и молекулярно-механическое. Механическое изнашивание определяется явлениями чисто механического характера (резание, выламывание частиц, пласти­ческое деформирование и др.). В свою очередь механическое из­нашивание подразделяется по механизму изнашивания на сле­дующие подвиды; абразивное и усталостное. Абразивное изнашивание - механическое изнашивание мате­риала в результате режущего или царапающего действия твердых тел. Усталостное изнашивание происходит при повторных, доста­точно высоких напряжениях, испытываемых одним и тем же объемом материала, прилегающего к поверхности, в результате чего возникают микротрещины, и происходит местное поверхно­стное выкрашивание материала. Закономерности протекания этого вида изнашивания такие же, как и при усталостном разру­шении. По условиям изнашивания различают механическое изнаши­вание следующих подвидов: кавитационное, эрозионное, газоаб­разивное, гидроабразивное.

Кавитационное изнашивание происходит при контакте по­верхностей деталей с потоком жидкости в условиях кавитации, т.е. когда в потоке жидкости образуются газовые пузырьки, раз­рушение которых при контакте с поверхностью детали сопрово­ждается гидравлическими ударами.

Эрозионное изнашивание возникает при подвижном контакте поверхностей деталей с потоком жидкости или газа. При наличии в потоке жидкости или газа твердых частиц происхо­ дит соответственно гидроабразивное и газоабразивное изнаши­вание. Молекулярно-механическое изнашивание также подразделяет­ся на следующие подвиды: адгезионное и тепловое. Адгезионное изнашивание происходит вследствие молекуляр­ного взаимодействия между контактирующими поверхностями и проявляется в схватывании материалов этих поверхностей, при­водящем к появлению на поверхностях рисок, задиров. Тепловое изнашивание обусловлено нагревом поверхностных участков трущихся поверхностей до высоких температур, приво­дящим к структурным изменениям в зоне контакта и контакт­ному схватыванию с последующим разрушением мест схваты­вания.

Интенсивность изнашивания сопряженных поверхностей деталей машин при их относительном перемещении в значительной степени зависит от условий контактного взаимодействия этих поверхностей и, в частности, от характера смазки, контактного давления, скорости скольжения, качества поверхностей трения. По характеру смазки различают трение следующих видов: жидкостное, когда поверхности трения совершенно отделены друг от друга слоем смазки; трение при неполной или несовер­шенной смазке, когда трущиеся поверхности частично соприка­саются своими выступами; твердое (сухое) трение, т.е. трение поверхностей без смазки.

Трение при неполной или несовершенной смазке, в свою оче­редь, подразделяется на три подвида: полужидкостное, когда слой смазки недостаточен и происходит частично сухое трение; полусухое, когда происходит трение твердых поверхностей, на которых имеется некоторое количество смазки; граничное или молекулярное трение, когда геометрическая форма поверхностей достаточно правильная, а шероховатость незначительная, в ре­зультате чего между поверхностями трения образуется молеку­лярная пленка смазки

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ИМЕРЕНИЯ ИЗНОСА

Наиболее распространенные методы измерения износа можно разделить на четыре группы: методы микрометража, методы искусственных баз, интеграль­ные методы, методы радиоактивных индикаторов.

Методы микрометража основаны на непосредственном изме­рении деталей до и после работы приборами для линейных измерений (микро­метры, индикаторы и др.). Недостатком этих методов является затруднитель­ность организации непрерывного (в процессе эксплуатации) измерения износа; для измерения износа узел машины должен быть разобран, а повторные разборка и сборка нарушают приработку деталей, ухудшают условия их работд. Методы микрометража трудоемки и требуют значительного времени испытания, так как при малых значениях износа погрешности приборов часто соизмеримы с величиной износа.

Методы искусственных баз заключаются в том, что на по­верхности, износ которой исследуется, наносят углубление в виде пирамиды или дугообразной лунки (рис. 2.25, а, б).

Ось углубления должна быть напра­влена нормально к поверхности износа. По уменьшению размеров периметра углубления судят о величине износа. Углубление наносится вдавливанием алмазной четырехгранной пирамиды, которая применяется для измерения твердости. При измерении износа более мягких металлов можно применять пирамиды из твердых сплавов, или стальные закаленные пирамиды.

Следует измерять диагональ, расположенную перпендикулярно к направле­нию скольжения, так как в направлении скольжения образуются риски износа, которые могут затруднить определение конца диагонали.

В практике наиболее широко применяется нанесение дугообразной лунки вращающимся резцом (см. рис. 2.25,6). Если резец хорошо заточен, почти полностью исключается местное выпучивание металла по периметру лунки, что неизбежно при вдавливании пирамиды в металл.

Интегральными методами можно определить лишь суммар­ный износ детали по поверхности трения. К этой группе относится взвешивание детали для фиксирования потери в весе.

Количество изношенного металла можно установить по его содержанию в масле. Современные методы количественного анализа позволяют с высокой ' точностью определить очень малые количества частиц износа в пробе масла. Из картера исследуемого узла машины через установленную наработку (время работы, объем выполненной работы) отбирают пробы масла и по количеству продуктов износа металла в масле судят об интенсивности износа деталей в узле. Таким образом, можно построить кривую интенсивности изнашивания по нара­ботке. Очевидно, что этот эффективный и высокочувствительный метод не может быть использован для исследования износа какой-либо определенной детали (тем более, какого-либо участка ее поверхности). Он широко применяется для исследования качества новых масел и смазок.

Наиболее современными являются методы радиоактивных индикаторов. Их значительное усовершенствование в настоящее время дает возможность определить износ даже отдельных участков деталей в про­цессе их работы. В принципе этот метод заключается в том, что в материал исследуемой детали вводится радиоактивный изотоп. Вместе с продуктами из­носа в масло попадают атомы радиоактивного изотопа в количестве пропорцио­нальном величине износа. По интенсивности его излучения в пробе масла судят о величине износа.

Применяют различные методы активирования деталей: введение радио­активного изотопа в металл при плавке; нанесение радиоактивного электро­литического покрытия; установка радиоактивных вставок; облучение ней­тронами.

Методы радиоактивных индикаторов очень чувствительны. Например, для получения достаточно надежных данных об интенсивности изнашивания основ­ных деталей компрессоров или ДВС можно ограничиться продолжительностью испытания 5—10 ч при общем их ресурсе в несколько тысяч часов.