Изнашивание вследствие пластической деформации

Изнашивание в результате действия пластической деформации (смятие) заключается в изменении размеров или формы детали в результате пластической деформации ее микрообъемов. Пластическое деформирование обычно сопровождает износ металлов и наблюдается в зоне, непосредственно прилегающей к поверхности трения. Здесь же имеется в виду деформация, распространяющаяся на всю деталь или на значительные ее объемы.

Смятие является характерным видом повреждения шпоночных пазов и шпонок, шлицевых соединений, штифтов и упоров, резьбовых соединений и других деталей. Пластическая деформация вызывается либо чрезмерными допускаемыми напряжениями, либо случайными значительными перегрузками. Во избежание смятия шпоночных пазов и среза шпонок рекомендуется выбирать допускаемые напряжения смятия 1,5 ГПа при знакопеременной нагрузке с толчками и 2 ГПа при постоянной нагрузке. При чугунной ступице допускаемые напряжения ниже на 60%.

Смятие характерно для деталей, работающих в условиях ударного нагружения. К ним относятся, например, регулировочные болты коромысел приводов клапанов и седла шаровых клапанов.

В тихоходных зубчатых передачах с колесами из сталей невысокой твердости возникают значительные пластические деформации с образованием канавок по полюсной линии у ведущих зубьев.

Под действием высоких контактных напряжений разрушается масляная пленка и происходит течение поверхностных слоев металла в направлении скольжения с образованием наплыва. Этим предопределяется форма повреждения. Интенсивность пластической деформации можно снизить, повысив вязкость масла, а также используя стали большей твердости.

Пластической деформации подвержены также рельсы, колеса и бандажи подвижного состава железных дорог. При эксплуатации рельс на железнодорожных путях вследствие прокатывающего (качение со скольжением) действия колес под нагрузкой, удара колес на стыках и неуравновешенных инерционных сил механизма локомотива пластическая деформация распространяется на глубину почти всей головки рельса и сопровождается отчетливо различимым смятием верха и рабочих краев головки.

Образование вмятин и углублений на поверхности трения – один из видов повреждения подшипников качения.

При сдавливании посторонних частиц, попавших в зону контакта (тело качения – кольца), могут образовываться вмятины на дорожках качения (рис.4.5).

Рис. 4.5. Бринеллирование на дорожке качения

в результате вибрации в неподвижном состоянии

Многочисленные исследования показывают, что преобладающим видом повреждений дорожек качения является особый вид пластической деформации на дорожках качения - бринеллирование. И.Я.Дьяков и У.Б. Утемисов в своей работе исследовали 43 шарнира трактора. Оказалось, что из данной партии 50…60 % крестовин вышли из строя из-за износа в виде бринеллирования на шипе. В отношении природы образования канавок единого мнения нет.

Малый угол перемещения игольчатых роликов, недостаточность смазки, проникновение пыли в подшипник, иногда пониженная твердость цилиндрической поверхности цапфы, вибрация от разбалансированного карданного вала создают условия для износа поверхности цапф по типу бринеллирования рисунке 4.6.

Рис. 4.6. Разрушение карданного шарнира

в виде бринеллирования

Интенсивному пластическому деформированию подвержены даже чугуны. Так, у поршневых колец двигателей внутреннего сгорания после износа на глубину фаски образуется заусенец за пределами нижней опорной поверхности кольца. Разрушение заусенца способствует усилению абразивного изнашивания цилиндров.

Дата добавления: 2014-12-26