8. Оценка процессов трения и изнашивания. Скорость изнашивания. Классификация методов измерения износа. Понятие предельного допустимого износа. Общая закономерность изнашивания
При трении возникает процесс изнашивания.
Изнашиванием называют процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и (или) накопления его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела.
На основе многочисленных исследований предложен ряд классификаций видов изнашивания. Наибольшее признание получила классификация, которая устанавливает три группы изнашивания: механическое, молекулярно-механическое и коррозионно-механическое, которые, в свою очередь, делятся на определенные виды (Рис. 11).
Рис. 11 - Классификация видов изнашивания
Механическое изнашивание - изнашивание в результате механических воздействий, включает:
Абразивное изнашивание - механическое изнашивание материала в результате режущего или царапающего действия на него твердых частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии.
Величина абразивного изнашивания прямо пропорциональна удельному давлению Р (Па), скорости скольжения v(м/с) и обратно пропорциональна твердости металла Н.
где с - коэффициент пропорциональности.
Разновидностью абразивного изнашивания являются гидроабразивное и газоабразивное изнашивание, когда изнашивание происходит в результате действия на материал деталей твердых частиц, увлекаемых потоком жидкости или газа.
Кавитационное изнашивание происходит при относительном движении твердого тела в жидкости в условиях кавитации, т. е. при образовании пузырьков газа, которые захлопываются вблизи поверхности, что создает местное повышение давления и затем происходит разрыв пузырьков. Это приводит к гидравлическому удару, вызывающему разрушение поверхности.
Эрозионное изнашивание - механическое изнашивание материала в результате воздействия потока жидкости и (или) газа.
Усталостное изнашивание - механическое изнашивание в результате усталостного разрушения при повторном деформировании микрообъемов материала поверхностного слоя. В результате этого изнашивания на поверхности появляются трещины и в дальнейшем отделяются частицы материала.
Изнашивание при заедании - изнашивание в результате схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую и воздействия возникших неровностей на сопряженную поверхность. Относится к молекулярно-механическому изнашиванию.
Коррозионно-механическое изнашивание - изнашивание в результате механического воздействия, сопровождаемого химическим и (или) электрическим воздействием материала со средой. Оно подразделяется на окислительное и изнашивание при фреттинг-коррозии.
•Окислительное изнашивание - коррозионно-механическое изнашивание, при котором основное влияние на изнашивание имеет химическая реакция материала с кислородом или окружающей средой.
Этот вид изнашивания характеризуется одновременным протеканием двух процессов - пластической деформации микроскопических объемов металла поверхностных слоев деталей и диффузией кислорода в деформируемые слои.
•Изнашивание при фреттинг-коррозии - изнашивание соприкасающихся тел при малых колебательных относительных перемещениях. При этом виде изнашивания наблюдается схватывание, абразивное изнашивание и усталостно-коррозионное явление. Этот вид изнашивания характерен для деталей неподвижных соединений, воспринимающих вибрационные нагрузки.