2 Износ деталей производственного оборудования

2.1 Отказы внезапные и постепенные

Последствия внезапных отказов - разрушения.

Последствия постепенных отказов - постепенное ухудшение характеристик из-за изменений геометрических размеров и свойств рабочих поверхностей деталей

Одна из причин - процесс изнашивания.

Изнашивание- процесс постепенного изменения размеров тела при трении, проявляющийся в отделении с поверхности трения материала.

Износ - результат изнашивания, проявляющийся в виде отделения с поверхности трения материала.

Линейный износ- изменение размера детали в результате изнашивания в направлении, перпендикулярном к поверхности трения.

Скорость изнашивания- отношение величины износа к времени изнашивания (мкм/ч и мг/ч). По скорости изнашивания можно судить о долговечности детали.

Интенсивность изнашивания- отношение износа к пути трения, на котором происходило изнашивание (мг/дет).

Износостойкость- свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию при определенных условиях трения. Износостойкость измеряется величиной обратной скорости или интенсивности изнашивания.

Относительная износостойкость- отношение износостойкости данного материла и материала, принятого за эталон при их изнашивании в одинаковых условиях.

Изнашивание зависит от ряда факторов, в частности, условия трения. В зависимости от наличия смазки между трущимися телами различают трение сухое, граничное, жидкостное.

Сухое трение- трение двух твердых тел при отсутствии на поверхностях трения смазочного материала.

Граничное трение- трение, при котором трущиеся поверхности разделены очень тонким слоем смазки (порядка 0,1 мкм), обладающим свойствами, отличными от объемных свойств жидкостей.

Жидкостное трение- трение, при котором трущиеся поверхности разделены слоем смазочной жидкости, в которой появляются объемные свойства.

Классификация видов изнашивания. Вид изнашивания деталей машин определяется видом трения, свойствами смазки условиями контакта трущихся поверхностей.

Абразивное изнашивание- процесс, при котором трущиеся поверхности разрушаются в результате царапающего или режущего действия твердых тел или частиц.

Гидроабразивное изнашиваниеявляется разновидностью абразивного изнашивания, когда износ происходит в результате воздействия на материал детали твердых абразивных частиц, перемещаемых потоком жидкости.

Усталостное изнашиваниеявляется следствием многократного деформирования микрообъемов материала, приводящего к образованию трещин и отделению частиц.

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.

Изнашивание при фреттинг-коррозии- изнашивание соприкасающихся тел при малых колебательных перемещениях. Разрушение поверхностного слоя при фреттинг-коррозии происходит в результате разупрочнения микрообъемов материала при его окислении в условиях многократного деформирования и нагрева.

Количественная оценка степени износа деталей машин. Выбор метода измерения зависит от конструктивных особенностей деталей, необходимой точности результатов замеров, задач и целей, для которых производится оценка износа.

Производственные методы оценки износа:

• микрометрирование;

• изменение косвенных характеристик.

Лабораторные методы:

• взвешивание деталей;

• определение количества железа в масле;

• применение радиоактивных изотопов;

• метод искусственных газов, профильное градуирование.

Коррозионное разрушение деталей горных машин.

Коррозией называется разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой.

Химическая коррозияявляется результатом окисления металла под действием кислорода воздуха углекислого и сернистого газа и др.

Электрохимическая коррозиявозникает вследствие действия микрогальванических элементов, образующихся на поверхности металла из-за различных электродных потенциалов отдельных точек или участков поверхности.

Факторы, влияющие на износ деталей и методы снижения скорости изнашивания:

Скорость изнашивания:

• зависимость от удельного давления;

• от скорости относительного движения.

Характер движения деталей:

• равномерное (жидкостный режим);

• колебательное (граничное трение).

Структура металла

• механические свойства его рабочего состояния, влияние С;

• влияние легирующих компонентов.

Износостойкость чугуна - состояние в нем углерода.

Твердость:

• характер влияния;

• повышенная износостойкость более твердых материалов.

Чистота механической обработки:

• площадь фактического контакта,

• коррозия (повышение с грубой обработкой - больше площадь)

Выбор факторов для создания благоприятных условий трения

• замена трения скольжения - трением качения;

• реализация режима жидкостного трения вместо граничного;

• замена внешнего трения внутренним;

• защита сопряжения от внешнего воздействия среды.

Выбор материала необходимого качества

• анализ условий работы;

• характер нагрузок;

• для пар трения скольжения;

• повышение качества поверхностей трения, чистовая и сверхчистовая обработка, повышение усталостной прочности;

• сульфидирование и фосфатирование как средство против заедания.

Упрочнение поверхностных слоев

• механический наклеп;

• термическое;

• химико-термическое - цементация, азотирование.

Защита поверхности от вредного воздействия окружающей среды:

• окраска;

• полирование;

• травление в сильных окислительных средах (оксидирование);

• анодная обработка в окислительных средах (анодирование).

Покрытие слоем металла более стойким в отношении коррозии:

• погружение детали в расплав металла - (олово, цинк, свинец…);

• нагрев детали в порошке металла (диффузионное покрытие);

• нанесение расплавленного распыленного металла (металлизация).