Раздел 2

Понятие об износе и мероприятиях

По повышению долговечности

Металлорежущих станков

2.1 Понятие об износе

Срок службы машин определяется их износом, под которым понимается значительная утрата механизмами первоначальных эксплуатационных качеств. Физико-механические изменения в деталях машин, достигая предельного состояния, определяют момент окончания ресурса работы.

Изнашивание – процесс постепенного изменения размеров и (или) формы деталей во время эксплуатации машины. При определенной величине таких изменений наступает резкое ухудшение эксплуатационных качеств отдельных деталей, сборочных соединений, механизма и машины в целом, что вызывает необходимость ремонта (или восстановления).

Износ – результат изнашивания, определяемый в установленных единицах. Износ характеризует изменение геометрических размеров (линейный износ), массы или объема. Для ряда деталей оборудования разработчики продукции устанавливают в технической документации на изделие предельно допустимые значения износа. Обычно предельные значения деталей устанавливают, руководствуясь следующими признаками:

- снижением прочности и надежности детали или соединения;

- изменением характера сопряжения (посадки);

- влиянием изношенных деталей на работу других деталей, соединений и машины в целом.

Например, в практике ремонта металлорежущих станков используют следующие нормы износа: износ направляющих станин – 0,1...0,2 мм на длине 1000 мм (для станков нормальной точности); износ шеек валов, установленных в подшипниках скольжения – 0,001...0,01 диаметра вала; износ шеек валов под подшипники качения – 0,03...0,04 мм; износ шлицев по ширине – 0,1...0,15 мм.

Скорость изнашивания – отношение значения износа к интервалу времени, в течение которого он возник. Например, в мкм/ч. Скорость изнашивания в значительно степени зависит от условий и режима эксплуатации, от материала, качества поверхностей сопрягаемых деталей, характера контакта и условий трения, нагрузок и относительного перемещения.

Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию и характеризуется величиной обратной скорости изнашивания. Для сравнения износостойких свойств материалов используют понятие относительной износостойкости. Относительная износостойкость определяется отношением износостойкости испытуемого материала к износостойкости материала, принятого за эталон при испытаниях их в одинаковых условиях. Например, закаленная сталь и термически необработанная сталь.

В процесс эксплуатации машины показатели изнашивания деталей и сопряжений не сохраняют постоянных значений. Они изменяются во времени по так называемой кривой Лоренца, которая характеризуется тремя временными периодами (рис.2.1).

Рис. 2.1. Влияние времени эксплуатации на интенсивность изнашивания I-период приработки; II - период установившегося изнашивания; III - период катастрофического изнашивания.

Первый, наиболее интенсивный период-период приработки, характеризуется повышенным изменением микрогеометрии, тепловыделением, интенсивным выделением с поверхности трения продуктов износа. Второй – наиболее длительный период установившегося изнашивания, который характеризуется незначительной интенсивностью изнашивания и продолжается до тех пор, пока изменения размеров и форм деталей не повлияют на условия их работы. Третий период – период катастрофического или аварийного изнашивания, в котором на износовые изменения накладываются коррозионные, усталостные процессы и процессы старения материала. Это практически предаварийное состояние машины.