Меры предупреждений износа деталей машин

На износ деталей машин оказывают большое влияние конструкция машины, качество материалов, из которых исполняются детали, технологические процессы, применяющиеся при изготовлении и ремонте деталей, и особенно технические уходы за машинами в процессе эксплуатации. Например, при удлинении центральной трубы воздухоочистителя трактора С—80 на 950 мм и ДТ—54 на 80 мм износ деталей двигателя уменьшается более чем в два раза, хромирование лемехов увеличивает срок их службы в 16 раз, с применением полировки галтелей увеличивается усталостная прочность коленчатых валов (ДТ—54) почти в 6 раз. Тщательное и своевременное выполнение технических уходов дает возможность увеличить межремонтные сроки машин в несколько раз.

Для уменьшения износа деталей в процессе ремонта применяют ряд способов.

Износ деталей, подвергающихся истиранию, можно уменьшить следующими способами:

1. тщательной механической обработкой поверхности (шлифованием, доводкой абразивными брусками, притиркой, развертыванием, прошивкой и тонким точением);

2. нанесением на поверхность деталей износостойких покрытий (хромированием, металлизацией, наплавкой твердыми сплавами и т. п.);

3. упрочением поверхности деталей цементацией, сплошной и поверхностной закалками и электроискровым способом;

4. тщательной приработкой отремонтированных деталей, при которой поверхности приобретают соответствующие условиям трения микронеровности и состояние;

5. созданием на поверхности трения напряжений растяжения.

К мерам борьбы с износом деталей, подвергающихся смятию, относятся:

1. тщательная механическая обработка сопряженных поверхностей, подвергающихся смятию;

2. повышение твердости сопрягаемых поверхностей наплавкой деталей твердыми сплавами, закалкой, цементацией, а для деталей, наплавленных чугуном, – отбеливанием поверхности.

Для уменьшения износа деталей, подвергающихся царапанью, наиболее эффективным способом является покрытие деталей хромом.

Другими достаточно эффективными методами являются наплавка на поверхность, подвергающуюся абразивному износу, твердых сплавов, создание на ней корки отбеленного чугуна, закалка ацетиленокислородным пламенем или токами высокой частоты.

Увеличение усталостной прочности деталей достигается рядом способов, из которых наиболее эффективным является создание на поверхности деталей, работающих в условиях циклически меняющихся нагрузок, напряжений сжатия. Это можно объяснить следующим образом.

Допустим, что деталь работает в условиях переменного изгиба. При этом участок поверхности, находясь в положении а, будет испытывать напряжение сжатия. В этот момент образование трещины маловероятно. Находясь же в положении б, тот же участок будет испытывать напряжение растяжения, когда вполне возможно образование первичной трещины или дальнейшее ее развитие.

Что предпринимают для борьбы с износом?

Есть материалы, способные оказать сопротивление

Для эффективности борьбы с явлениями изнашивания необходимо в тех частях детали, которые подвергаются нагрузке, избежать способствующих ему изменений материала. Это значит, что применяемые материалы должны достаточно сильно сопротивляться изнашиванию, а в поверхностных слоях обладать незначительной склонностью к образованию трещин. Таким требованиям удовлетворяют, к примеру, тугоплавкие металлические сплавы (50MnSi4 или 55SiMn7), неорганические материалы, такие как карбиды, бориды, нитриды, оксиды и силициды, а также композиции металлов с неорганическими материалами (Al2O3-Ni, A12O3-A1, ThO3-Al, SiO2-Al).

При небольших нагрузках можно рекомендовать такие легко формуемые материалы, как легкоплавкие сплавы на основе свинца и олова (баббиты), пластмассы (политетрафторэтилен) или композиции пластмасс с металлами (спрелафлон). Из последних особо выделяется полученный в Советском Союзе маслянит. Они особенно сильно снижают сопротивление трению и без образования микротрещин воспринимают касательные напряжения. В качестве материала тормозных колодок ценятся металлы, легированные фосфором.

Спрелафлон представляет собой комбинированный материал, в котором частички свинца тонко распределены в матрице из политетрафторэтилена (125). Благодаря этому возникает автоматическая смазка. Аналогичное действие оказывает разработанный советскими учеными материал маслянит, который по своим физико-механическим свойствам приближается к металлам, а по скольжению - к полимерам. Маслянит это не металл и не пластмасса, а комбинация металлов с полимерами. Он является самосмазывающимся материалом, чье сопротивление изнашиванию значительно выше, чем у бронзы и баббитов. Обладая к тому же высокой стойкостью к коррозии, маслянит может применяться в химической промышленности, в машиностроении, в автомобилестроении, в судостроении, в гидротехнике и в энергетике. Из него делают корпуса подшипников, шестерни и детали машин, работающих в агрессивных средах, а также подшипники в насосах для перекачки жидкостей. Советские специалисты указали, прежде всего, на возможность использования его в вакууме, где пары металлов, например, сталь и бронза, не могут работать, так как необходимая смазка тотчас испарилась бы и произошла бы сварка обоих металлов. Если один из металлов заменить самосмазывающимся материалом, то такие пары могут применяться и в вакууме.