Основные характеристики изнашивания.
Основными количественными характеристиками изнашивания являются: износ, скорость изнашивания, интенсивность изнашивания.
Износ — результат изнашивания, определяемый в установленных единицах. Износ (абсолютный или относительный) характеризует изменение геометрических размеров (линейный износ), массы (весовой износ) или объема (объемный износ) детали вследствие изнашивания и измеряется в соответствующих единицах. Различают предельный и допустимый износ.
Скорость изнашивания (Iи) (м/ч, г/ч, м3/ч) — отношение износа ∆h к интервалу времени ∆t, в течение которого он возник:
Предельным называют износ, соответствующий предельному состоянию изнашивающегося изделия или его составной части.
Δhпред; Δmпред; ΔVпред
Допустимым называют износ, при котором изделие сохраняет работоспособность. Допустимый износ всегда по абсолютной величине меньше предельного и соответствует предотказному состоянию объекта.
[Δh]; [Δm]; [ΔV].
Трибосопряжение будет сохранять работоспособность, пока допустимый для него износ не превысит установленное предельное значение. Условие работоспособности трибосопряжения имеет вид
[Δh] < Δhпред
С понятием допустимого износа непосредственно связано понятие ресурса трибосопряжения.
Под ресурсом трибосопряжения (Т) понимается срок его штатной эксплуатации, в течение которого параметры трибосопряжения находятся в заданных рамках. Ресурс трибосопряжений – паспортная характеристика технического устройства.
Условие долговечности трибосопряжения имеет вид
t ≥ T,
Интенсивность изнашивания - отношение значения износа к обусловленному пути, на котором происходит изнашивание, или объему выполненной работы
Износостойкость - свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания.
На скорость изнашивания деталей основное влияние оказывает удельное давление Р и скорость относительного скольжения v. Эта зависимость может быть выражена формулой:
где k - коэффициент, характеризующий влияние материала детали и качества поверхности; m и n - постоянные, характеризующие вид смазки, качество смазочных слоев.
Для абразивного изнашивания М. М. Хрущевым установлено, что m=n=l и Формула примет вид
При пластическом контакте скорость изнашивания поверхности связана с физико-механическими свойствами материала трущихся поверхностей и может быть определена по формуле:
Анализируя формулу можно сделать вывод, что скорость изнашивания зависит от пластичности материала (σт и τ), фрикционных свойств (σт и τ), твердости НВ и разрывного удлинения δ; t - коэффициент усталости ( принимается 2 ... 3).
При упругом контакте скорость изнашивания для гладких металлических поверхностей приближенно определяется по зависимости:
где Е - модуль упругости.
Одной из важнейших характеристик металлов и сплавов, влияющих на скорость почти всех видов изнашивания, является твердость.
С увеличением твердости износостойкость материала повышается (рис.12.)
Рис. 12 - Износостойкость
углеродистых сталей при трении скольжения