6.5. Методы измерения величины износа и способы замедления

процессов изнашивания деталей

Для определения величины износа горного оборудования, его узлов и деталей используются как визуальные, так и инструментальные методы.

При визуальном методе степень износа определяются в результате внешнего осмотра деталей и сопряжений невооруженным глазом.

В качестве инструментальных методов для измерения величины износа деталей горного оборудования используют следующие методы: измерения зазоров и температур, определения содержания металла в масле, радиоактивных изотопов, акустический.

Измерение зазоров производят с помощью щупов, мягкой проволоки, индикаторов. При увеличении зазоров, т. е. износе деталей, как правило, повышается температура их поверхностей.

Изменение температуры контролируют с помощью термопар и термометров. По изменению температуры судят о величине износа, поскольку, как правило, чем больше зазоры образуются в результате изнашивания сопряженных пар, тем выше температура рабочих поверхностей в сопряжении.

Поскольку продукты износа деталей вымываются смазкой и в конечном счете оказываются в редукторах, картерах и маслобаках, износ деталей, особенно в сопряжениях, труднодоступных визуальному осмотру или непосредственному измерению, определяют косвенным методом по содержанию металла в масле. Для этого для этого из находящегося в редукторе, картере, баке масла периодически отбирают пробу и химическим путем находят процентное содержание имеющихся в ней во взвешенном состоянии частиц металла. По установленному виду металла определяют деталь в сопряжении, а по его количеству – вероятную степень ее износа.

Износ деталей может быть определен также с помощью радиоактивных изотопов, наносимых на трущиеся поверхности. По их содержанию в масле или на фильтре определяют величину износа деталей в сопряжении.

Акустический метод применяют для контроля состояния оборудования без его разборки. По изменению характера и величины шума, возникающего в сопряжении, определяют износ деталей. Для этого используют соответствующую аппаратуру, в том числе электронные стетоскопы.

Часто об износе труднодоступных деталей в первом приближении судят по косвенным признакам – стуку, температуре и давлению масла в системе, качеству и состоянию смазки, утечкам масла и других рабочих жидкостей, повышенному дымлению и т.п.

Остановить и полностью устранить процесс изнашивания деталей машин невозможно, но своевременным техническим обслуживанием можно обеспечить минимальную интенсивность изнашивания и своевременное устранение его последствий.

Замедление процесса изнашивания деталей машин может быть достигнуто следующими способами: соответствующим подбором материалов; использованием деталей, заготовки для которых получены ковкой или штамповкой; правильным выбором способов термической и химико-термической обработки; соблюдением режимов смазки; защитой сопряжений от вредного влияния внешней среды (пыли, влаги); своевременной заменой деталей и узлов достигших предельно допустимого износа или выработавших свой ресурс..

Интенсивность изнашивания в огромной мере зависит от наличия и качества смазки.

При смазке внешнее трение заменяется внутренним в слое смазки.

В зависимости от полноты разделения смазкой трущихся поверхностей различают следующие виды трения скольжения: сухое, полусухое, граничное, полужидкостное, жидкостное.

При сухом трении между трущимися поверхностями смазка или совсем отсутствует, или находится в незначительном количестве. Это трение наблюдается в тормозах, муфтах, шарнирах гусениц, при движении колес по рельсам. Коэффициент сухого трения - 0,050,3 и более. При сухом трении происходит наибольший износ деталей. Особенно опасны процессы изнашивания при непосредственном молекулярном контакте тел и заедании соединений.

При полусухом трении тонкая адсорбированная пленка смазки частично разрушается и наблюдается смешанное трение – граничное и сухое.

При граничном трении трущиеся поверхности разделены тонким слоем смазки (менее 10 мкм.), который не способен нести большую нагрузку. Для граничного трения имеет значение высокое качество обработки поверхностей и маслянистость смазки. Интенсивность износа в этом случае по сравнению с сухим в сотни и более раз снижается.

Полужидкостное трение занимает промежуточное положение между жидкостным и граничным. При этом виде трения масляный слой воспринимает основную нагрузку, но полностью от соприкосновения поверхности не предохраняет. Этот вид трения очень распространен (при низких скоростях, неравномерной нагрузке, высокой температуре, грубой обработки поверхностей).

При жидкостном трении трущиеся поверхности полностью разделены слоем смазки. Здесь имеет место внутреннее трение в слое смазки. Коэффициент жидкостного трения для хорошо смазанных поверхностей находится в пределах 0,003 – 0,01. Износа деталей практически нет. Для жидкостного трения

,

где h – толщина слоя смазки;

и – максимальная высота микро-неровностей деталей.

Горные машины работают в условиях, когда гидродинамика режима в трущихся парах нарушается из-за изменения частоты вращения вала или скорости относительного скольжения, изменения удельной нагрузки, свойств смазки, увеличения зазоров и т.п. Особенно это проявляется в машинах цикличного действия, а также в машинах с постоянной нагрузкой в период пуска и остановки. В этих случаях гидравлический эффект теряется в сопряженных деталях и возникает граничное или даже полусухое трение.