Абразивный износ

Абразивный износ неравномерен и прежде всего зависит от скорости и местной концентрации крупных фракций золы и недожога. В значительных количествах продукты сгорания устремляются даже в небольшие газовые коридоры конвективного пучка ( около ограждающих стенок или между отдельными пакетами пучка); при этом повышается их скорость и увеличивается абразивный износ. При прочих равных условиях крупные фракции вызывают больший абразивный износ. Характер распределения их концентрации по сечению газохода зависит от аэродинамических условий. На рис. 14 - 2 показана характеристика распределения крупных фракций в потоке за поворотной камерой ( кривая аб), из которой следует, что область с наибольшей концентрацией крупных частиц находится у задней стены конвективной шахты.

Абразивный износ имеет место преимущественно в случае истирания жестких полимеров контртелами с острыми выступами - абразивными материалами. Для этого процесса не характерна временная зависимость и влияние температуры в пределах одного физического состояния.

Абразивный износ происходит вследствие плохой защиты подшипника от попадания пыли или абразивных частиц.

Абразивный износ возникает при попадании - между трущимися поверхностями твердых абразивных частиц: песка, стружки, окислов различных материалов. Этот вид износа характерен высокой скоростью изнашивания сопряженных поверхностей, наличием на них рисок и неровностей.

Абразивный износ зависит от коэффициента трения и нажатия щеток, степени чистоты охлаждающего воздуха. Механическими причинами искрения является вибрация щеток, возникающая из-за недостаточного нажатия, высокой их твердости или неправильного износа коллектора, электрические причины - ухудшенная коммутация.

Абразивный износ в общем случае вызывается действием твердых абразивных частиц, движущихся относительно поверхности детали и способных ее царапать.

Абразивный износ в результате смещений труб при перевозке может сопровождаться вмятинами и стимулировать растрескивание.

Абразивный износ, происходит в случае, когда между трущимися поверхностями деталей появляются частицы, твердость которых превосходит твердость этих поверхностей. Частицы эти царапают поверхность, режут ее, отделяя стружку.

Абразивный износ ( рис. 25 - 26) - это повреждение поверхности небольшими твердыми частицами, попадающими в зацепление зубьев. Источником их могут служить грязь, не удаленная из картера редуктора при его сборке, механические примеси, имевшиеся в масле или попавшие в картер из атмосферы, продукты износа шестерен и подшипников.

Абразивный износ, если он продолжается длительное время, является причиной быстрого стирания зубьев шестерен. Поэтому должны быть приняты все меры к его прекращению. Наиболее реальным путем является удаление из картера посторонних частиц, для чего необходимо слить масло, картер тщательно промыть и только после этого залить свежее масло.

Абразивный износ обычно возникает в результате разрушения поверхности металла абразивными частицами минерального происхождения. К деталям, которые подвергаются абразивному износу, относятся рабочие детали почвообрабатывающих, - мелиоративных и дорожных машин.

Абразивный износ может также возникнуть при однократном нагружении пятна контакта, когда в активном слое возникают высокие внутренние напряжения. В этом случае твердые неровности или частицы играют роль резца, удаляющего стружку с поверхности мягкого тела. Такой вид абразивного изнашивания известен как микрорезание. Оно характеризуется высокой скоростью изнашивания поверхностей.

Типичный характер зависимости термической стойкости эмалевых покрытий от их толщины. Абразивный износ измеряется объемом V материала, сошлифо-ванного с единицы поверхности данным абразивом за единицу времени в заданных условиях.

Абразивный износ происходит в результате царапания - срезания микроскопических объемов материала инструмента твердыми структурными составляющими ( цементит, избыточные карбиды легирующих элементов) обрабатываемого металла; большое абразивное действие проявляют также литейная корка и окалина на заготовках.

Абразивный износ в общем случае вызывается действием твердых абразивных частиц, движущихся относительно поверхности детали и способных ее царапать.

Абразивный износ происходит в результате внедрения твердых включений обрабатываемого материала в контактные поверхности инструмента и царапания ( срезания) микроскопических объемов материала инструмента. Особенно сильно абразивный износ проявляется, когда твердость режущей части инструмента в процессе резания ( нагрева) падает и срезаемый материал упрочняется, а также при обработке материалов с абразивными включениями, например чугунного литья, силумина.

Абразивный износ может происходить также и вследствие трения элементов бурильной колонны о стенки скважины во время спуско-подъемных операций и бурения. Стенки скважины могут быть сложены различными породами, в том числе и сильноабразивными: песчаниками, окремнелыми доломитами и др. Таким образом изнашиваются замки, муфты и переводники бурильных труб, сами бурильные трубы. Износ выражается в уменьшении толщины стенок указанных элементов бурильной колонны. Особенно сильно в процессе спуско-подъемных операций уменьшается толщина стенки легкосплавных бурильных труб. Интенсивен абразивный износ бурильной колонны при роторном бурении.

Абразивный износ возможен в тех случаях, когда более твердая поверхность скользит по более мягкой и пропахивает на ней канавки. Частицы с твердой поверхностью, попавшие между двумя мягкими поверхностями, могут также вызвать износ такого рода. Материал, удаленный с более мягкой поверхности, обычно образует продукты износа. Абразивный износ, по-видимому, возникает в том случае, когда по хорошо затертой полимером поверхности скользят свежие гранулы полимера. Именно такой характер имеет износ стенок корпуса экструдера в зоне питания. Можно избежать абразивного износа, отполировав металлическую поверхность и исключив попадание твердых частиц.

Абразивный износ наиболее характерен для твердых тел и вызывается механическим воздействием на поверхностный слой материала острых граней твердых выступов шероховатой поверхности контртела.

Абразивный износ и основные факторы, влияющие на его интенсивность.

Абразивный износ ( рис. 10.18, б) является основной причиной выхода из строя передач при плохой смазке.

Абразивный износ определяют путем истирания образца на абразивной машине типа Шоппер, где образец перемещается вдоль оси вращающегося барабана и прижимается заданной нагрузкой к поверхности абразивного полотна, закрепленного на барабане.

Абразивный износ распределяется по длине и периметру трубы неравномерно. Как показывают проведенные исследования, качественный характер распределения износа по длине и поперечному сечению бурильных труб не зависит от материала, однако удельный износ для ЛБТ обычно выше, чем для СБТ. В то же время большой опыт применения ЛБТ при бурении скважин в районах с различными геолого-техническими условиями показывает, что при правильно налаженной системе эксплуатации для большинства районов бурения использование их оправдано и приводит к существенному улучшению технико-экономических показателей бурения.

Абразивный износ является промежуточным видом разрушения поверхностей трения между нормальными формами износа и патологическими явлениями повреждаемости. Он широко распространен в практике и имеет несколько форм проявления. Главной задачей в этом случае является подавление механических и стимулирование механохимических процессов.

Износ цилиндра двигателя по образующим. Абразивный износ происходит главным образом из-за попадания в двигатель частиц пыли, которая на 60 - 80 % состоит из окиси кремния SiO2, по твердости превосходящей многие металлы. Количество пыли, проникающее к трущимся парам, зависит от качества фильтрации воздуха, топлива и масла.

Абразивный износ возникает вследствие попаданий со смазкой абразивных частиц и неизбежного полусухого трения при пуске и останове.

Абразивный износ ( рис. 135, б) является основным видом разрушения зубчатых открытых передач от попадания в них грязи ( абразивных частиц) при плохой смазке.

Абразивный износ ( рис. 146, 0) является основным видом разрушения зубчатых открытых передач от попадания в них грязи ( абразивных частиц) при плохой смазке.

Абразивный износ характеризуется наличием царапин вдоль направления скольжения, усталостный - беспорядочным расположением относительно небольших впадин и выступов ( шероховатой поверхностью), износ посредством скатывания - закономерным чередованием гребней и впадин, перпендикулярных направлению скольжения.

Геометрические формы износа токарного резца. Лл - величина износа по задней поверхности. Лр - радиальный износ. hn - глубина лунки. р - радиус округления. Абразивный износ вызван трением сходящей стружки о переднюю поверхность инструмента и задней поверхности инструмента об обрабатываемую поверхность.

Абразивный износ вызывается царапанием и микрорезанием абразивных частиц разбуриваемых горных пород, попадающих между трущимися поверхностями цапфы, шарошки и тел качения.

Микрофотография изношенной поверхности направляющих токарного станка ( увеличение X 600. Абразивный износ, при котором на трущихся поверхностях имеются абразивные частицы, разрушающие поверхность за счет резания или царапания с отделением микростружки. Эти частицы могут попадать изгне в смазку и на поверхность трения, возникать как продукты изнашивания данной пары или являться твердыми структурными составляющими материала одной из сопряженных деталей.

Абразивный износ ( рис. 140, б) является основной причиной выхода из строя открытых передач и закрытых передач машин, работающих в среде, засоренной абразивами, а именно: горных, дорожных, строительных, сельскохозяйственных, транспортных и некоторых других машин.

Абразивный износ ( рис. 10.10, б) является основной причиной выхода из строя открытых передач и части закрытых передач машин, работающих в среде, засоренной абразивами, а именно: горных, дорожных, строительных, сельскохозяйственных, транспортных и некоторых других машин.

Абразивный износ проявляется активно в том случае, если твердость абразивных частиц выше твердости металлической или иной поверхности, с которой они взаимодействуют.

Абразивный износ, вызванный трением рабочих поверхностей долота о монолит горной породы, характеризуется высокой интенсивностью. Объясняется это тем, что поверхности изнашивания подвергаются действию высоких удельных давлений, вызывающих пластическое деформирование и разогрев поверхностных слоев микрообъемов металла до температуры, превышающей в ряде случаев значения критических точек Aci и Ася. Кроме того, твердость горных пород, которые бурят долотами типа Т, как правило, значительно превышает твердость закаленной стали. Эти два обстоятельства создают предпосылки рассматривать абразивный износ как один из наиболее нежелательных с точки зрения износостойкости, долговечности и эффективности работы этого инструмента.

Абразивный износ изучали на различных лабораторных установках и натурных стендах, при различных схемах взаимодействия абразива с поверхностью изнашивания, применяя разные формы и размеры образцов, используя различные виды абразива, в разных режимах внешнего силового воздействия на контакте, при разных методических приемах обработки получаемых результатов.

Абразивный износ рабочих поверхностей зубьев. Абразивный износ может происходить и в закрытых передачах при загрязнении масла. Характер абразивного износа при непрерывном поступлении свежих абразивов и при единовременном загрязнении масла различен.

Абразивный износ обусловлен наличием абразивной среды в зоне трения; разрушение поверхностей трения происходит в результате местного пластического деформирования, микроцарапания и микрорезания абразивными частицами. Абразивный износ испытывают многие детали почвообрабатывающих машин, загрузочных и разгрузочных устройств строительных и дорожных машин.

Абразивный износ характерен наличием микропластических деформаций и срезанием металла поверхностных слоев трущихся деталей твердыми абразивными частицами, находящимися между поверхностями трения. При этом протекание износа не зависит от причины проникновения абразивных частиц на поверхности трения. Попадают ли эти частицы извне или они содержатся в одном из трущихся тел, например в чугунных, хромированных или металлизированных деталях, или, наконец, образуются в процессе трения, например, при второй стадии окислительного износа-характер износа не меняется.

Абразивный износ сильно деформирует микрогеометрические выступы поверхностей трения. Однако при этом виде износа не возникает следов наплавления металла, схватывания или цветов побежалости. Одной из причин абразивного износа может быть плохая очистка смазочных масел, грубая обработка трущихся поверхностей. Из практики известно, что в зависимости от качества обработки поверхностей срок службы деталей иногда изменяется в несколько раз. Поэтому повышение культуры обработки поверхностей равнозначно повышению надежности оборудования. При шабровке высота выступов составляет около 15 мк.

Абразивный износ снижают гуммированием мешалок и корпусов реакторов.

Абразивный износ имеет две стадии: приработки и нормального износа. В процессе приработки деталей на их поверхности устанавливается определенная шероховатость, при этом износ деталей имеет значи-тельую величину. Шероховатость, установившаяся в период приработки, в дальнейшем в период нормального износа непрерывно возобновляется, величина темпа износа при этом стабилизируется и делается меньше, чем в период приработки.

Абразивный износ, с такой точки зрения, в той или иной степени неизбежен в любом случае. Продукты износа при хрупком разрушении, вырывании упрочненного металла, усталостном отслаивании, окислении представляют собой твердые частицы, изнашивающие поверхности трения.

Абразивный износ - самый распространенный вид изнашивания, обусловлен наличием в зоне трения абразивной среды и выражается в упругом и пластическом деформировании и микрорезании абразивными частицами поверхностей трения.

Абразивный износ вызывается твердыми частицами, попадающими в промывочную жидкость либо при приготовлении либо в процессе бурения. Совместное действие абразивного износа и коррозии усиливает процесс разрушения металла, приводит к преждевременному выходу из строя инструмента и оборудования, поломкам и авариям. Поэтому при выборе промывочной жидкости необходимо учитывать ее коррозионную и абразивную активность. Коррозионную активность снижают введением специальных добавок - ингибиторов коррозии. Для уменьшения абразивного износа промывочные жидкости следует регулярно очищать на поверхности от твердых абразивных частиц.

Абразивный износ длится обычно до тех пор, пока полностью не исчезнут отдельные шероховатости и детали не приработаются.

Абразивный износ является наиболее распространенным видом износа деталей машин; он происходит в результате режущего или царапающего действия твердых частиц, соприкасающихся с поверхностью трения.

Распределение крупных фракций летучей золы и механического недожога за поворотной камерой.| Абразивный износ трубы при продольном обтекании. / - труба воздухоподогревателя. 2 - верхняя трубная доска. Абразивный износ неравномерен и прежде всего зависит от скорости и местной концентрации крупных фракций летучей золы и механического недожога.

Виды и характер износа деталей

Виды износа различают в соответствии с существующими видами изнашивания--механическое (абразивное, усталостное), коррози-онное и др.

Механический износ является результатом действия сил трения при скольжении одной детали по другой. При этом виде износа происходит истирание (срезание) поверхностного слоя металла и искажение геометрических размеров у совместно работающих дета-лей. Износ этого вида чаще всего возникает при работе таких рас-пространенных сопряжений деталей, как вал -- подшипник, стани-на -- стол, поршень -- цилиндр и др. Он появляется и при трении качения поверхностей, так как этому виду трения неизбежно сопут-ствует и трение скольжения, однако в подобных случаях износ быва-ет очень небольшим.

Степень и характер механического износа деталей зависят от многих факторов: физико-механических свойств верхних слоев металла; условий работы и характера взаимодействия сопрягаемых поверхностей; давления; относительной скорости перемещения; ус-ловий смазывания трущихся поверхностей; степени шероховатости последних и др. Наиболее разрушительное действие на детали ока-зывает абразивное изнашивание, которое наблюда-ется в тех случаях, когда трущиеся поверхности загрязняются мел-кими абразивными и металлическими частицами. Обычно такие час-тицы попадают на трущиеся поверхности при обработке на станке литых заготовок, в результате изнашивания самих поверхностей, попадания пыли и др. Они длительное время сохраняют свои режу-щие свойства, образуют на поверхностях деталей царапины, зади-ры, а также, смешиваясь с грязью, выполняют роль абразивной пасты, в результате действия которой происходит интенсивное при-тирание и изнашивание сопрягаемых поверхностей. Взаимодействие поверхностей деталей без относительного перемещения вызывает смятие металла, что характерно для шпоночных, шлицевых, резьбовых и других соединений.

Механический износ может вызываться и плохим обслуживанием оборудования, например нарушениями в подаче смазки, недоброка-чественным ремонтом и несоблюдением его сроков, мощностной пере-грузкой и т. д.

Во. время работы многие детали машин (валы, зубья зубчатых колес, шатуны, пружины, подшипники) подвергаются длительному действию переменных динамических нагрузок, которые более отри-цательно влияют на прочностные свойства детали, чем нагрузки статические. Усталостный износ является результатом действия на деталь переменных нагрузок, вызывающих усталость материала детали и его разрушение. Валы, пружины и другие дета-ли разрушаются вследствие усталости материала в поперечном се-чении. При этом получается характерный вид излома с двумя зона-ми -- зоной развивающихся трещин и зоной, по которой произошел излом. Поверхность первой зоны гладкая, а второй -- с раковинами, а иногда зернистая.

Усталостные разрушения материала детали не обязательно долж-ны сразу привести к ее поломке. Возможно также возникновение усталостных трещин, шелушения и других дефектов, которые, од-нако, опасны, так как вызывают ускоренный износ детали и меха-низма. Для предотвращения усталостного разрушения важно пра-вильно выбрать форму поперечного сечения вновь изготовляемой или ремонтируемой детали: она не должна иметь резких переходов от одного размера к другому. Следует также помнить, что грубо обра-ботанная поверхность, наличие рисок и царапин могут стать причи-ной возникновения усталостных трещин.

Износ при заедании возникает в результате прилипания («схва-тывания») одной поверхности к другой. Это явление наблюдается при недостаточной смазке, а также значительном давлении, при котором две сопрягаемые поверхности сближаются настолько плот-но, что между ними начинают действовать молекулярные силы, при-водящие к их схватыванию.

Коррозионный износ является результатом изнашивания деталей машин и установок, находящихся под непосредственным воздейст-вием воды, воздуха, химических веществ, колебаний температуры. Например, если температура воздуха в производственных помеще-ниях неустойчива, то каждый раз при ее повышении содержащиеся

Рис. 1. Характер механического износа деталей:

а -- направляющих станины и стола, б -- внутренних поверхностей цилиндра, в -- поршня, г, д -- вала, е, ж -- зубьев колеса, з -- резьбы винта и гайки, и -- дисковой фрикционной муфты; 1 -- стол, 2 -- станина, 3 -- юбка, 4 -- перемычка, 5 -- днище, 6 -- отверстие, 7 -- подшипник, 8 -- шейка вала, 9 -- зазор, 10 -- винт, // -- гайка; И -- места износа, Р » действующие усилия

в воздухе водяные пары, соприкасаясь с более холодными металли-ческими деталями, осаждаются на них в виде конденсата, что вызы-вает коррозию, т. е. разрушение металла вследствие химических и электрохимических процессов, развивающихся на его поверхности. Под влиянием коррозии в деталях образуются глубокие разъеда-ния, поверхность становится губчатой, теряет механическую проч-ность. Эти явления наблюдаются, в частности, у деталей гидравли-ческих прессов и паровых молотов, работающих в среде пара или воды.

Обычно коррозионный износ сопровождается и механическим износом вследствие сопряжения одной детали с другой. В этом слу-чае происходит так называемый коррозионно-механи-ч е с к и и, т. е. комплексны и, износ.

Характер механического износа деталей. Механический износ деталей оборудования может быть полным, если повреждена вся

поверхность детали, или местным, если поврежден какой-либо ее участок (рис. 1, а--и).

В результате износа направляющих станков нарушаются их плоскостность, прямолинейность и параллельность вследствие дей-ствия на поверхности скольжения неодинаковых нагрузок. Напри-мер, прямолинейные направляющие 2 станка (рис. 1, а) под влия-нием больших местных нагрузок приобретают вогнутость в средней части (местный износ), а сопрягаемые с ними короткие направляю-щие 1 стола становятся выпуклыми.

Цилиндры и гильзы поршней в двигателях, компрессорах, моло-тах и других машинах изнашиваются тоже неравномерно (рис. 1,б). Износ происходит на участке движения поршневых колец и проявляется в виде выработки внутренних стенок цилиндра или гильзы. Искажается форма отверстия цилиндра -- образуются от-клонения от цилиндричности и круглости (бочкообразность), возни-кают царапины, задиры * и другие дефекты. У цилиндров двигателей внутреннего сгорания наибольшему износу подвергается их верхняя часть, испытывающая самые высокие давления и наибольшие темпе-ратуры. В кузнечно-прессовом оборудовании, наоборот, наиболь-ший износ появляется в нижней части цилиндра -- там, где нахо-дится поршень во время ударов. Износ поршня (рис.1, в) прояв-ляется в истирании и задирах на юбке <?, изломе перемычек 4 между канавками, появлении трещин в днище 5 и разработке отверстия 6 '"под поршневой палец.

Износ валов (рис. 1, г, Д) проявляется возникновением различ-ных дефектов: валы становятся изогнутыми, скрученными, а также изломанными вследствие усталости материала; на их шейках обра-зуются задиры; цилиндрические шейки становятся конусными или бочкообразными. Отклонения от круглости приобретают также от-верстия подшипников скольжения и втулок. Неравномерность из-носа шеек валов и поверхностей отверстий во втулках при вращении вала -- результат действия различных нагрузок в разных направле-ниях. Если на вал во время вращения действует только сила его тяжести, то износ появляется в нижней части подшипника (см. рис. 1, г, слева).

В зубчатых передачах наиболее часто изнашиваются зубья: образуются задиры, зубья изменяют свою форму, размеры и выламываются. Поломка зубьев, появление трещин в спицах, ободе и ступице зубчатых колес, износ посадочных отвер-стий и шпонок происходит по трем основным причинам: 1) перегруз-ка зубчатой передачи; 2) попадание в нее посторонних тел; 3) не-правильная сборка (например, крепление зубчатых колес на валу с перекосом осей).

Ходовые винты имеют трапецеидальную или прямоугольную резьбу. У винта и его гайки изнашивается резьба, витки становятся тоньше (рис.1, З.). Износ резьбы у винтов, как правило, неравно-

* Задир -- повреждение поверхности трения в виде широких и глубоких борозд в направлении скольжения. мерный, так как подавляющая часть деталей, обрабатываемых на станках, имеет меньшую длину, чем ходовой винт. Сильнее изнаши-вается та часть резьбы, которая работает больше. Гайки ходовых винтов изнашиваются быстрее, чем винты. Причины этого таковы: резьбу гаек неудобно очищать от загрязнений; гайки в ряде случаев неудовлетворительно смазываются; у гайки, сопряженной с вин-том, участвуют в работе все витки резьбы, тогда как у винта одно-временно работает только небольшая часть его витков, равная числу витков гайки.

У дисковых муфт в результате действия сил трения наибольшему износу подвергаются торцы дисков (рис. 1, и); их поверхности истираются, на них появляются царапины, задиры, нарушается плоскостность.

В резьбовых соединениях наиболее часто изнашивается профиль резьбы, в результате в них увеличивается зазор. Это наблюдается в

а) б)

Рис. 2. Износ подшипников качения:

а -- вследствие перекоса, б -- при проворачивании внутреннего кольца на валу, в -- из-за чрезмерного натяга, г -- из-за неисправного сальника; И -- места износа

сопряжениях не только ходовых, но и зажимных, например зажим-ных винтов часто отвертываемых крепежных болтов. Износ резьбо-вых соединений -- результат недостаточной или, наоборот, чрез-мерной затяжки винтов и гаек; особенно интенсивен износ, если ра-ботающее соединение воспринимает большие или знакопеременные нагрузки: болты и винты растягиваются, искажаются шаг резьбы и ее профиль, гайка начинает «заедать». В этих случаях возможны аварийные поломки деталей соединения. Грани головок болтов и гаек чаще всего изнашиваются потому, что их отвертывают несоот-ветствующими ключами.

В шпоночных соединениях изнашиваются как шпонки, так и шпоночные пазы. Возможные причины этого явления -- ослабление посадки детали на валу, неправильная подгонка шпонки по гнезду.

В подшипниках качения вследствие различных причин (рис. 2, а--г) износу подвержены рабочие поверхности -- на них появляют-ся оспинки, наблюдается шелушение поверхностей беговых дорожек и шариков. Под действием динамических нагрузок происходит их усталостное разрушение; под влиянием излишне плотных посадок подшипников на вал и в корпус шарики и ролики защемляются между кольцами, в результате чего возможны перекосы колец при мон-таже и другие нежелательные последствия.

Различные поверхности скольжения также подвержены характер-ным видам износа (рис. 3). В процессе эксплуатации зубчатых пе-редач вследствие контактной усталости материала рабочих поверх-ностей зубьев и под действием касательных напряжений возникает выкрашивание рабочих поверхностей, т. е. отделение частиц мате-

Рис.3. Характерные виды износа поверхностей скольжения:

а -- выкрашивание, б -- отслаивание, в -- коррозия, г -- эрозия, д -- царапины, е -- зади-ры, ж -- налипание, з -- глубинный вырыв материала и перенос его с другой поверхности трения риала, приводящее к образованию ямок на поверхности трения (рис. 3, а). Разрушение рабочих поверхностей зубьев вследствие интенсивного выкрашивания (рис. 3, б) часто называют отслаива-нием (происходит отделение от поверхности трения материала в форме чешуек).

На рис. 3, в показана поверхность, разрушенная коррозией. Поверхность чугунного порошкового кольца (рис. 3, г) повреж-дена вследствие эрозионного изнашивания, которое происходит при движении поршня в цилиндре относительно жидкости; находящиеся в жидкости пузырьки газа лопаются вблизи поверхности поршня, что создает местное повышение давления или температуры и вызы-вает износ деталей. На поверхности тормозного барабана (рис. 3, д) показаны риски, которые появляются при воздействии на вра-щающийся барабан твердого тела или твердых частиц. Задиры (рис. 3, е) образуются в результате схватывания поверхностей при трении вследствие действия между ними молекулярных сил. На рис. 3, ж показана рабочая поверхность детали с налипшими на нее посторонними частицами, а на рис. 3, з-- поверхность де-тали с износом при заедании в результате схватывания -- глубинно-го вырыва материала и переноса его с другой поверхности трения.

Износ — изменение размеров, формы, массы или состояния поверхности изделия или инструмента вследствие разрушения (изнашивания) поверхностного слоя изделия при трении.

Износ деталей машин зависит от:

условий трения,

свойств материалов,

конструкции.

Износ можно рассматривать как механический процесс, осложнённый действием физических и химических факторов, вызывающих снижение прочности микрообъёмов поверхностного слоя.

По условиям внешнего воздействия на поверхностный слой различают износ:

абразивный (закрепленным или незакрепленным абразивом, газоабразивный, гидроабразивный)

кавитационный

адгезионный

окислительный

тепловой

усталостный

Износ приводит к снижению функциональных качеств изделий и к потере их потребительской ценности. Увеличению износостойкости изделий способствуют как применение материалов с высокой износостойкостью, так и конструктивные решения, обеспечивающие компенсацию износа, резервирование износостойкости, общее улучшение условий трения (применение высококачественных смазочных материалов, защиты от абразивного воздействия, например, наплавка, газотермическое напыление, металлизация).

Абразивный

Сущность абразивного износа заключается в разрушении металла твердыми зернами абразива при пластическом деформировании и микрорезании трущихся поверхностей. Абразивный износ является ведущим для машин и оборудования горно-рудного производства, строительной, дорожной, почвообрабатывающей техники, инструмента производства кирпича, бетона и других строительных материалов.

Газоабразивный

Вызывается механическим действием твердых частиц, перемещаемых потоком газа. В этом случае разрушение металла происходит в результате срезания, выкрашивания, выбивания и многократного пластического деформирования его поверхностных микрообъемов. Этому виду износа подвержены детали трасс пневмотранспорта, лопатки пылевых вентиляторов и насосов, клапаны, корпусы и чаши загрузочных устройств доменных печей, сопла реактивных двигателей, работающих на твердом топливе и т.д.

Гидроабразивный

Гидроабразивный износ во многом сходен с газоабразивным, но носителем абразивных частиц является не газ, а жидкость. Гидроабразивному износу подвергаются рабочие колеса и улитки земснарядов и песковых насосов, лопасти и камеры гидротурбин, работающие на реках, несущих большое количество абразивных частиц, а также пульпопроводы гидротранспорта.

Кавитационный

Этот вид износа заключается в разрушении поверхности металла под действием ударов газовых пузырьков, образующихся в обтекающем изделие высокоскоростном потоке жидкости при перепадах давления. Кавитации подвержены гребные винты, лопасти и камеры проточного тракта гидротурбин, рабочие колеса и камеры различных гидромашин. Наличие коррозионной среды и абразивных частиц ускоряет процесс кавитационного изнашивания.

Адгезионный

Износ при трении двух металлических поверхностей под нагрузкой происходит в условиях пластической деформации металла в точках контакта. Развитие деформации сопровождается сближением поверхностей вплоть до активизации сил сцепления между атомами контактирующих металлов и возникновением адгезии на ограниченных участках. Многократное повторение адгезионных связей с последующим их разрушением и отделением частиц металла составляет сущность адгезионного изнашивания. Этот вид износа происходит в подшипниках скольжения (коленчатые валы, оси, пальцы ковшевых цепей, ходовые части различных машин).

Тепловой

Тепловым износом называется процесс разрушения поверхностей деталей машин вследствие нагрева зоны трения до температуры размягчения металла. Разрушение при этом виде износа является следствием образования металлических связей: между контактирующими поверхностями, смятия, налипания и оплавления металла. Этот вид износа распространён в деталях тяжело нагруженных быстроходных машин, валки горячей прокатки, ножи для горячей резки проката, штампы для горячей штамповки, прессформы для литья под давлением, прошивной инструмент горячей прокатки труб.

Усталостный

Износ при поверхностной усталости возникает в результате периодического действия напряжений сдвига в приконтактных объемах металла. При длительном циклическом действии напряжений в поверхностном слое металла образуются усталостные трещины. Близкорасположенные трещины объединяются, что приводит к отделению тонких чешуек металла. Износ характерен для пар трения качения и скольжения (рельсовые пути железнодорожного транспорта, подкрановые пути грузоподъемных механизмов, детали и узлы горнодобывающего оборудования).