Сущность явления износа

Категория:
Ремонт промышленного оборудования


Сущность явления износа

Срок службы машин и станков определяется их износом, под которым понимается значительная утрата механизмом первоначальных эксплуатационных качеств.

Изнашивание — это необратимый процесс изменения размеров деталей во время эксплуатации машин. При этом, как правило, изменяется форма, размеры и состояние рабочих поверхностей деталей. При определенной величине таких изменений наступает резкое ухудшение эксплуатационных качеств отдельных деталей, механизмов и агрегата в целом, что вызывает необходимость ремонта.

Детали оборудования изнашиваются неравномерно: в зависимости от условий работы одни детали изнашиваются быстрее, другие -медленнее.

Постепенные (износные) и внезапные (аварийные) отказы

Постепенные отказы возникают при правильной эксплуатации в результате длительной работы машин без заметного снижения качества работы ее. Аварийный отказ — это следствие износа деталей машины, быстро нарастающего (прогрессирующего) и в течение короткого времени достигающего размеров, при которых дальнейшая работа машины становится невозможной.

Причинами аварийных износов могут быть плохой уход, в частности несоблюдение режима смазки; значительная перегрузка машины при эксплуатации; несвоевременный или плохо выполненный ремонт.

Аварии в ряде случаев выводят оборудование из строя на длительное время, на восстановление оборудования после аварии приходится затрачивать много средств.

Одной из главных причин поломок деталей является отсутствие или неисправность предохранительных и блокирующих устройств и ограничителей движений.

Для ряда деталей установлен предельно допустимый износ, т. е. величина износа, при которой дальнейшая эксплуатация этой детали недопустима. Обычно предельные износы деталей устанавливают, руководствуясь следующими признаками:
— снижением прочности и надежности деталей;
— изменением характера сопряжения;
— влиянием изношенных деталей на работу других деталей сборочной единицы.

Интенсивность (быстрота) изнашивания деталей оборудования в большой степени зависит от условий и режима их работы, от материала, характера смазки трущейся пары, от удельного усилия и скорости скольжения, от температуры в зоне сопряжения и от окружающей среды (запыленность окружающего воздуха и др.).

Различают следующие виды износа: механический, молекулярно-механический и коррозионный.

Механический износ является результатом действия сил трения при скольжении одной детали по другой. При этом виде износа происходит истирание (срезание) поверхностного слоя металла у совместно работающих деталей, которые поэтому теряют свои геометрические размеры.

Механический износ возникает при работе таких распространенных сопряжений деталей, как вал-подшипник, станина-стол, поршень-цилиндр и др. Он появляется и при трении качения поверхностей, так как этому виду трения неизбежно сопутствует и трение скольжения, однако в подобных случаях износ бывает очень небольшой.

Величина и характер износа деталей зависят от физико-механических свойств верхних слоев металла, условий работы сопрягаемых поверхностей, давления, относительной скорости перемещения, условий смазки трущихся поверхностей, степени шероховатости последних и др.

Наиболее разрушительное действие на детали оказывает абразивный износ, который наблюдается в тех случаях, когда трущиеся поверхности загрязняются мелкими абразивными и металлическими частицами. Обычно такие частицы попадают на трущиеся поверхности при обработке на станке литых заготовок (деталей) или являются результатом изнашивания самих поверхностей, попадания пыли и др. Такие частицы длительное время сохраняют свои режущие свойства, образуют царапины, задиры и, смешиваясь с грязью, выполняют роль абразивной пасты, посредством которой происходит интенсивное притирание и изнашивание сопрягаемых поверхностей.

Износ деталей зависит и от других причин, в том числе и от характера взаимодействия сопрягаемых поверхностей. Взаимодействие поверхностей деталей без относительного перемещения вызывает смятие металла, что характерно для шпоночных, шлииевых, резьбовых и других соединений.

Во время работы многие детали машин (валы, зубья зубчатых колес, шатуны, пружины, подшипники) подвергаются длительному действию переменных нагрузок. Эти динамические нагрузки гораздо опаснее для прочности детали, чем нагрузки статичеекие. При действии переменных нагрузок разрушение деталей происходит без заметных остаточных деформаций (хрупкий излом).

Механический износ может вызываться и плохим уходом за деталями оборудования. Наступление износа ускоряется нарушениями в подаче смазки, опозданиями в производстве ремонтов и недоброкачественным ремонтом, сильной перегрузкой машин.

Явление разрушения материала от действия переменных нагрузок вызывается усталостью материала.

Валы, пружины и другие детали разрушаются от усталости в поперечном сечении. При этом получается характерный вид излома с двумя зонами: зоной развивавшихся трещин и зоной, по которой произошел излом.

Поверхность первой зоны гладкая, а поверхность второй — с раковинами, а иногда зернистая. Такой излом говорит о том, что причиной поломки является усталость.

Для предотвращения разрушения от усталости важно правильно выбрать размеры поперечного сечения вновь изготовляемой или ремонтируемой детали и сделать деталь по возможности так, чтобы она не имела резких переходов от одного размера к другому. При этом следует помнить, что грубо обработанная поверхность, наличие рисок и царапин могут стать причиной возникновения трещин усталости.

Правильная эксплуатация, своевременный и доброкачественный ремонт, как правило, исключают возможность аварий и значительно увеличивают долговечность машин.

Молекулярно-механический износ заключается в прилипании (схватывании) одной поверхности к другой. Это явление наблюдается при недостаточной смазке, при значительном удельном давлении, когда две поверхности сближаются настолько плотно, что начинают действовать молекулярные силы, приводящие к схватыванию поверхностей при трении.

Коррозия обычно появляется у деталей машин и установок, испытывающих непосредственное действие воды, воздуха, химических веществ, температуры. Если температура воздуха в производственных помещениях неустойчива, то каждый раз при ее повышении содержащиеся в воздухе водяные пары, соприкасаясь с более холодными металлическими деталями, осаждаются на них в виде конденсата. Это вызывает ржавление металла, т. е. соединение металла с кислородом воздуха.

Под влиянием коррозии в деталях образуются глубокие разъедания, материал приобретает губчатую поверхность, теряет механическую прочность. Эти явления наблюдаются, в частности, у деталей гидравлических прессов и паровых молотов, работающих в среде пара или воды.

Обычно коррозионный износ сопровождается и механическим в силу сопряжения одной детали с другой. В этом случае происходит так называемое коррозионно-механическое изнашивание, т. е. комплексный износ.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум