3. Методы определения скорости изнашивания. Понятие износостойкости.

Изнашивание в результате слипания (схватывания) частиц металла контактирующих поверхностей происходит при высоких скоростях скольжения, значительных удельных давлениях, недостаточной смазке и повышенной температуре, возникающей при трении; образуются большие задиры, а иногда наступает и полное схватывание деталей.

Скорость изнашивания имеет различные значения в зависимости от конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов.

Важнейшими факторами, влияющими на скорость изнашивания, являются: нагрузки и скорость скольжения в сопряженной паре, качество смазки, наличие абразивных частиц между трущимися поверхностями, качество сопряженных поверхностей, твердость материала. Чем больше удельная нагрузка и больше скорость скольжения, тем быстрее изнашиваются трущиеся поверхности.

Наличие абразивных частиц в смазке приводит к изнашиванию, скорость которого зависит от количественного содержания абразива и  его твердости.

Несоответствие сорта смазки характеру работы трущихся поверхностей может обусловить вытеснение смазки, нарушение масляной пленки и возникновение сухого трения.

Количество и качество масляной среды в трущейся паре определяют вид трения: жидкое, полужидкое, полусухое и сухое; при этом скорости изнашивания могут существенно различаться.

Определить скорость изнашивания в реальных парах можно только на основании опыта эксплуатации. Но и здесь наблюдается большой разброс результатов. В каждый момент скорость изнашивания деталей является функцией многих переменных факторов, таких, как неоднородность материалов одних и тех же марок, отличия исходных действительных размеров деталей в сопряжениях и вариации зазоров в пределах полей допусков, различия

условий эксплуатации и характеристик перерабатываемого материала в технологических машинах и т. д. Конструктор должен знать сроки службы отдельных деталей как для совершенствования машины, так и для разработки основных контуров

технической эксплуатации. При эксплуатации эти сведения необходимы для планирования ремонта машин. Так как достоверные данные по скорости изнашивания каждой детали получить невозможно, то важны результаты статистической обработки данных о сроках службы масла в отдельных узлах, сроках очистки фильтров и др. Учитывая, что при длительной эксплуатации начальный износ составляет обычно небольшую часть полного износа, можно скорость изнашивания определить как частное от деления полного износа на время работы машины, включая и обкатку. Такие данные имеются для многих машин массового производства. Уменьшая промежутки между обмерами, но оставляя их все же достаточно длительными, можно получить представление о скорости или интенсивности изнашивания при различных наработках. Средние сроки службы различных деталей одной и той же машины должны быть кратными между собой и кратными межремонтному периоду работы машины. Износостойкость – это свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определённых условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания. Износостойкость зависит от состава и структуры обрабатываемого материала, исходной твёрдости, шероховатости и технологии обработки детали, состояния ответной детали. Также существуют методы повышения износостойкости деталей благодаря нанесению специального износостойкого покрытия на поверхность детали. При этом износостойкость детали без покрытия может быть намного ниже, чем у детали с износостойким покрытием.

Признаки износостойкости:

О износостойкости следует судить по различным признакам, причём в качестве характерных нужно ввести следующие подчинённые понятия:

1. Работоспособность. Материал должен обладать способностью выдерживать высокие нагрузки при всех температурах и экономной смазке, т. е. и при граничном трении, при скоростях, колеблющихся от нуля до максимальных значений и меняющихся направлениях движений.

2. Склонность к заеданию, т. е. склонность к свариванию поверхностных частиц с сопрягаемым материалом, должна быть при совместной работе с материалом вкладыша возможно меньшей, даже тогда, когда вследствие точечного сопряжения и высокой нагрузки от попадания между поверхностями скольжения посторонних частиц или частиц от истирания возникнут временно значительные местные повышения температуры.

3. Хорошая прирабатываемость. При заданных условиях напряжения, движения и смазки должна быстро образовываться сплошная зеркальная рабочая поверхность с хорошей адгезией масла. Материал должен поддаваться полировке.

4. Хорошая резервная работоспособность. При временно недостаточной смазке или её временном отсутствии материал должен иметь способность в течение некоторого времени выдерживать заданную рабочую нагрузку без чрезмерного износа.

5. Изнашивание должно происходить так, чтобы от поверхности отделялись только мельчайшие частицы, которые, попадая между шейкой вала и вкладышем не нарушали работу; при изнашивании никогда не должны выкрашиваться частички.

Скорость изнашивания - отношение величины износа к интервалу времени, в течение которого он имел место.

Износостойкость - свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определённых условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания.

Для сравнительной оценки износостойкости группы материалов

принято использовать относительную износостойкость.

Относительная износостойкость ε - отношение износа (или интенсивности изнашивания) материала образца и эталона в одинаковых условиях трибологических испытаний.

Интенсивность линейного изнашивания или износостойкость сопряжения и его деталей (при испытаниях в регламентированном для каждого типа изделий режиме) является наиболее универсальным и комплексным показателем для объективного контроля и прогнозирования состояния узлов трения при эксплуатации. Для определения интенсивности изнашивания материала необходимо иметь две исходные величины - износ и путь трения. Износ в лабораторной работе определяют взвешиванием образца на аналитических весах во время испытаний. Путь трения определяют расчётом.