3. Основные виды износа.

Опыт эксплуатации деталей позволяет выделить 4 основные причины выхода из строя деталей:

1. Деформация и изломы;

2. Механический износ (абразивный, ударно-абразивный и др.);

3. Коррозионные повреждения (атмосферная и др.);

4. Коррозионно-механические повреждения.

В данном курсе рассматривается воздействие различных видов износа на работоспособность деталей машин и механизмов.

Абразивный износ обусловлен наличием абразивной среды в зоне трения; разрушение поверхностей трения происходит в ре­зультате местного пластического деформирования, микроцара­пания и микрорезания абразивными частицами.

Абразивный износ испытывают многие детали почвообрабатывающих машин, загрузочных и разгрузочных устройств, строительных и дорожных машин.

Ударно-абразивный износ можно рассматривать как процесс превращения механической энергии импульсной динамической нагрузки, сообщаемой абразивами поверхностному слою металла, в энергию образования новых поверхностей раздела, представляющие собственно акт разрушения металла.

К числу наиболее распространенных типовых деталей, работающих при ударно-абразивном изнашивании, можно отнести зубья ковшей экскаваторов, буровые долота, молотки, щеки и конуса дробилок, брони шаровых мельниц и многие другие.

Газо-абразивный износ вызывается механическим действием твердых частиц, перемещаемых потоком газа. Разрушение поверх­ности происходит в результате срезания, выкрашивания, выби­вания и многократного пластического деформирования поверх­ностных микрообъемов.

Этому виду износа подвергаются детали трасс пневмотранспорта, лопатки пылевых вентиляторов и насо­сов, клапаны, конусы и чаши загрузочных устройств доменных печей, сопла реактивных двигателей, работающих на твердом топливе, и т. п.

Гидро-абразивный износ вызывается механическим действием твердых частиц, перемещаемых потоком жидкости. Разрушение поверх­ности происходит в результате срезания, выкрашивания, выби­вания и многократного пластического деформирования поверх­ностных микрообъемов.

Гидроабразивному износу подвергаются рабочие колеса и улитки земснарядов и песковых насосов, лопасти и камеры гидротурбин, работающие на реках, несущих большое количество абразивных частиц, а также пульпопроводы гидротранспорта.

Кавитационная эрозия появляется главным образом в резуль­тате импульсного, механического воздействия гидравлических микроударов жидкости на поверхность металла.

В слое жидкости, прилегающем к детали, при определенных условиях обтекания возникают области пониженного при данной температуре давления, где зарождаются кавитационные пузырьки. В момент завершения кавитации (при захлопывании пузырьков) металл испытывает гидравлические микроудары.

Кавитации подвержены гребные винты, лопасти и камеры проточного тракта гидротурбин, рабочие колеса и камеры различных гидромашин.

Наличие коррозионной среды ускоряет процесс кавитационного разрушения.

Термическая усталость — это изменения структуры и формы, сопровождающиеся разрушением материалов в результате действия циклических нагревов и охлаждений. Трещины — наиболее характерный вид разрушения, вызываемый термической усталостью. Трещины возникают на поверхности детали после определенного числа циклов. Их количество непрерывно увеличивается с возрастанием числа циклов. В результате образуется сетка трещин, которую часто называют сеткой разгара. Харак­теристикой сопротивления материалов термической усталости обычно служит число циклов до появления трещин.

Термической усталости подвержены многие детали оборудо­вания и различный инструмент: валки горячей прокатки, штампы для горячей штамповки, пресс-формы для литья под давлением, хоботы завалочных машин, контейнеры для прессования профи­лей и т.п.

Износ при трении металла о металл происходит при трении скольжения (подшипники скольжения, коленчатые валы, оси, пальцы ковшовых цепей), а также при трении качения (крановые колеса, детали ходовой части гусеничных машин, скаты вагонеток и т. п.). В узле трения обычно присутствуют абразив­ные частицы: окалина, песок, руда, частицы наклепанного металла и др.

Электрическая эрозия вызвана высокотемпературным воздействием электрического разряда. Разрушение поверхности происходит в результате испарения и разбрызгивания расплавленного металла, появления трещин, механического отторжения и выброса частиц не расплавившегося металла.

Электрической эрозии подвержены электрододержатели дуговых сталеплавильных печей, короткозамыкатели и разъединители электрического оборудования и др.

696-704 с.[3], 7-10, 49-62 с.[2].